Системы автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-27/28
- ПАО "НПО "Сатурн", г.Рыбинск
- ГОСРЕЕСТР СИ РФ:92784-24
Назначение
Системы автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-27/28 (далее - Системы, DAS-2-27/28) предназначены для измерений параметров при испытаниях авиационных двигателей: абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред; температуры жидких и газообразных сред с первичного измерительного преобразователя (ПИП) терморезистивного типа (термометров сопротивления); температуры жидких и газообразных сред с ПИП термомоэлектрического типа (термоэлектрический преобразователь); расхода жидкости; частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов; напряжения, частоты и силы переменного трёхфазного тока; температуры атмосферного воздуха; относительной влажности атмосферного воздуха; силы от тяги двигателя; электрического заряда, соответствующего виброскорости в диапазоне преобразования ПИП, а также для отображения результатов измерений и расчетных величин и их регистрации в ходе проведения испытаний на стендах № 27, № 28 ПАО «ОДК-Сатурн».
Описание
Конструктивно Системы представляют собой модульные автоматизированные системы сбора данных, включающие датчики; сканеры; кондиционеры сигнала; аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифровую аппаратуру «верхнего уровня» (специализированные платы, компьютеры со специализированным программным обеспечением, мониторы).
Функционально DAS-2-27/28 разделены на измерительные модули:
- МИС - модуль измерения силы;
- МИРТ - модуль измерения массового расхода топлива и масла;
- МИД - модуль измерения давления и перепада давления газа и жидкости;
- МИТ - модуль измерения температуры газа и жидкости;
- МИВиб - модуль измерения вибрации элементов двигателя;
- МИЧВР - модуль измерения частоты вращения роторов;
- МИВ - модуль измерения относительной влажности воздуха на входе в двигатель;
- МИНЧС - модуль измерения напряжения, частоты и силы переменного трехфазного тока, включающие в себя соответственные измерительные каналы (ИК):
- ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред;
- ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП терморезистивного типа (термометров сопротивления);
- ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП термомоэлектрического типа (термоэлектрический преобразователь);
- ИК расхода жидкости;
- ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов;
- ИК напряжения, частоты и силы переменного трехфазного тока;
- ИК относительной влажности атмосферного воздуха;
- ИК температуры атмосферного воздуха;
- ИК силы от тяги двигателя;
- ИК электрического заряда, соответствующего виброскорости в диапазоне преобразования ПИП.
ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред
Модуль измерения давления содержит 16-канальные сканеры давления модели 9016 фирмы Pressure Systems и дискретные датчики фирм Keller, Druck, Pressure Systems Inc, Setra, Метран и Endress+Hauser с АЦП VXI Technologies.
ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП терморезистивного типа (термометров сопротивления)
Выходные аналоговые сигналы с термометров сопротивлений ТС-1088 и ДТС054-РТ100 (падения напряжений на термометрах, питаемых постоянным током от платы VXI Technologies VT1413C) оцифровываются платой VT1505A+VT1503A. Далее эти цифровые коды преобразуются в компьютере верхнего уровня системы с учетом градуировочных характеристик каналов в цифровые коды температуры.
ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП термомоэлектрического типа (термоэлектрический преобразователь)
Принцип действия ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП термомоэлектрического типа основан на передаче измерительного сигнала от термоэлектрических преобразователей КТХА в виде изменения напряжения постоянного тока на модуль аналогового ввода ASE 9046 и далее, в виде цифрового кода поступает на станцию сбора данных для отображения и регистрации.
ИК расхода жидкости
Принцип действия ИК массового расхода основан на использовании в ПИП сил Кориолиса, действующих на поток среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с постоянной частотой. Силы Кориолиса вызывают поперечные колебания противоположных сторон петли и, как следствие, фазовые смещения их частотных характеристик, пропорциональных массовому расходу. Выходные сигналы c расходомеров Эмис-МАСС и OPTIMASS преобразуются в плате типа VXI Technologies VT1419A в цифровые коды массового расхода и поступают в компьютер верхнего уровня.
ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов
В ИК модуля частоты вращения роторов используется сигнал индукционных датчиков, установленных на валах роторов двигателя. Датчики в состав Системы не входят. Модуль измерения частоты вращения роторов состоит из блока преобразования синусоидального сигнала импульсного типа и двух 8-канальных плат типа VXI Technologies VT1419A с верхним пределом измерения частоты 100 кГц. Цифровой код частоты сигнала поступает в компьютер верхнего уровня в единицах физической величины - частоты вращения роторов двигателя.
ИК напряжения, частоты и силы переменного трехфазного тока
Принцип действия ИК основан на использовании щитовых амперметров и вольтметров типа ЩП120, и трансформатора тока Т60С-600А, где измеренные значения напряжения постоянного и переменного тока преобразуются в цифровой код и передаются в компьютер верхнего уровня для определения напряжения, частоты и силы переменного трехфазного тока.
ИК относительной влажности атмосферного воздуха
Принцип действия ИК относительной влажности атмосферного воздуха реализован с использованием трансмиттера влажности метеостанции Vaisala HMT 331. Выходные сигналы трансмиттера от 4 до 20 мА преобразуются в цифровой код, а затем поступают в компьютер верхнего уровня для определения значения влажности воздуха.
ИК температуры атмосферного воздуха
Принцип действия ИК температуры атмосферного воздуха реализован с использованием метеостанции Vaisala HMT 331 выходные сигналы термометров сопротивления с которого преобразуются в токовые выходные сигналы от 4 до 20 мА и поступают в компьютер верхнего уровня, а затем преобразуются в цифровые коды температуры.
ИК силы от тяги двигателя
Модуль измерения силы от тяги двигателя содержит рамы неподвижную и подвижную, датчики силы рабочие, подгрузочные, калибровочные, трансмиттеры, весовые процессоры, гидроцилиндры, контрольно-нагружающее устройство (CGD). Результирующая сила от тяги двигателя и сил подгрузки, приложенная к подвижной раме, уравновешивается силой реакции двух рабочих датчиков силы (левого и правого). Выходные сигналы рабочих и подгрузочных датчиков силы преобразуются в цифровые коды в трансмиттерах и вводятся в компьютер верхнего уровня, где преобразуются с помощью градуировочных характеристик каналов в цифровой код силы от тяги двигателя. Калибровочная сила, создаваемая гидроцилиндрами, измеряется прямым или реверсивным калибровочными датчиками. Выходные электрические сигналы этих датчиков преобразуются в цифровые коды силы двумя весовыми процессорами и вводятся в компьютер верхнего уровня. Приложенная вдоль оси двигателя сила от гидроцилиндра контрольно-нагружающего устройства (CGD) измеряется датчиком силы, выходной сигнал которого преобразуется в цифровой код весовым процессором и вводится в компьютер верхнего уровня. Силовая стойка CGD монтируется на специальном фундаменте на площадке стенда перед двигателем (для имитации прямой тяги) или с задней стороны двигателя (для имитации реверсивной тяги).
ИК электрического заряда, соответствующего виброскорости в диапазоне преобразования ПИП
В ИК модуля вибрации поступают электрические сигналы с датчиков вибрации (акселерометров), установленных на двигателе. Датчики в состав Системы не входят. Амплитуды гармонических составляющих сигналов несут информацию по уровню вибрации, а частоты - по частотному составу вибрационного процесса. Электрические сигналы с акселерометров поступают на вход платы усилителя заряда СЕС 8000, где преобразуются в электрические сигналы, пропорциональные уровню вибрации элементов двигателя.
Общий вид составных частей Систем представлен на рисунках 1 - 4.
Нанесение знака поверки на средства измерений не предусмотрено.
Заводской номер (№ 815343, №815354), наносится на бирку в месте, указанном на рисунке 2,4.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам Систем обеспечивается:
- ограничением доступа к месту установки Систем;
- запиранием ключом замков на дверях элементов Систем (рисунок 1).
Место запирания стойки
Рисунок 2 - Заводская маркировка Системы DAS-2-27/28
Рисунок 1 - Стойка. Вид внешний спереди
Рисунок 3 - Рабочее место оператора стендов № 27, № 28
Рисунок 4 - Заводская маркировка Системы DAS-2-27/28
Программное обеспечение
Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «proDAS» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.9р |
| Цифровой идентификатор ПО | 5e98e8ea1123718ab8c5e3b5320ba644 |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики DAS-2-27/28 приведены в таблицах 2 - 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики DAS-2-27/28
| Измеряемые параметры (обозначение в Системах) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред | ||||
| Давление газов по тракту ГТД | Давление избыточное | от 0 до 2,5 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 2 |
| от 2,5 до 7 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 2 | ||
| от 7 до 30 кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | 1 | ||
| от 0 до 105 включ., кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 2 | ||
| св. 105 до 210 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 860 включ., кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
| св. 860 до 1720 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 1725 включ., кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
| св. 1725 до 3450 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| Давление жидкостей | от 0 до 138 кПа | у: ± 0,4 % от ВП | 5 | |
| от 0 до 345 кПа | 4 | |||
| от 0 до 2000 кПа | 11 | |||
| от 0 до 3447 кПа | 8 | |||
| от 0 до 6900 кПа | 10 | |||
| от 0 до 10400 кПа | 2 | |||
| от 0 до 20684 кПа | 5 | |||
| от 0 до 600 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
| от 0 до 2000 кПа | у: ± 1 % от ВП | 1 | ||
| от 0 до 41369 кПа | у: ± 0,4 % от ВП | 1 | ||
| от 0 до 450 кПа | у: ± 0,6 % от ВП | 1 | ||
| Давление газов | от 0 до 689 кПа | у: ± 0,7 % от ВП | 1 | |
| Перепад давления жидкостей | Разность давлений | от -40 до +40 кПа | у: ± 1 % от ВП | 4 |
| от -100 до +100 кПа | 4 | |||
| от -100 до +350 кПа | 4 | |||
| Атмосферное давление | Давление абсолютное | от 80 до 110 кПа | Д ± 67 Па | 1 |
| Перепад между атмосферным и полным давлением на входе в РМК | Разность давлений | от -3,74 до +3,74 кПа | Д ± 50 Па | 1 |
Продолжение таблицы 2
| Измеряемые параметры (обозначение в Системах) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК температуры жидких и газообразных сред с ПИП терморезистивного типа (термометров сопр отивления) | ||||
| Температура жидкостей | Температура | от -40 °С до +60 °С | у: ± 1 % от ВП | 1 |
| от -50 °С до +60 °С | 1 | |||
| от -30 °С до +120 °С | 1 | |||
| от 0 °С до +150 °С | 1 | |||
| от -60 °С до +100 °С | 1 | |||
| Температура атмосферного воздуха | Температура | от 233 до 333 K | 6: ± 0,3 % от ИЗ | 5 |
| Температура воздуха | от -20 °С до +170 °С | у: ± 0,5 % от ВП | 1 | |
| ИК температуры жидк | сих и газообразных сред с ПИП термомоэлектрического типа (термоэлектрический преобразователь) | |||
| Температура газов в системе отбора воздуха | Температура | от -40 °С до +600 °С | Y: ± 0,5 % от ВП | 2 |
| ИК расхода жидкости | ||||
| Расход топлива | Расход жидкости | от 111 до 3000 кг/ч | 6: ± 0,3 % от ИЗ | 1 |
| от 2400 до 25000 кг/ч | 1 | |||
| от 750 до 1750 кг/ч | 1 | |||
| ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов | ||||
| Частота переменного тока | Частота переменного тока | от 5 до 10000 Гц | 6: ± 0,03 % от ИЗ | 10 |
| ИК напряжения, частоты и силы переменного трехфазного тока | ||||
| Частота напряжения генератора | Частота переменного тока | от 380 до 420 Гц | 6: ± 0,5 % от ИЗ | 1 |
| Фазное напряжение генератора | Напряжение переменного тока | от 0 до 150 В | Y: ± 0,5 % от ВП | 3 |
| Сила тока генератора | Сила переменного тока | от 0 до 600 А | Y: ± 1 % от ВП | 3 |
| ИК относительной влажности атмосферного воздуха | ||||
| Относительная влажность воздуха | Относительная влажность | от 0 % до 100 % | Y: ± 2 % от ВП | 1 |
Окончание таблицы 2
| Измеряемые параметры (обозначение в Системах) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Ж температуры атмосферного воздуха | ||||
| Температура атмосферного воздуха | Температура | от 233 до 333 K | 5: ± 0,3 % от ИЗ | 1 |
| ИК силы от тяги двигателя | ||||
| Измеренная сила от тяги двигателя | Сила | от 0 до 44,13 включ., кН (от 0 до 4500 включ., кгс) | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 |
| св. 44,13 до 88,3 включ., кН (св. 4500 до 9000 включ., кгс) | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 44 включ., кН (от 0 до 4500 включ., кгс) | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
| св. 44 до 200 включ., кН (св. 4500 до 22000 включ., кгс) | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| ИК электрического заряда, соответствующе П | го виброскорости в диапазоне преобразования 1ИП | |||
| Виброскорость | Виброскорость | от 0 до 100 мм/с | Y: ± 1 % от ВП | 4 |
| Примечания: 1 ВП - верхний предел измерения; 2 ИЗ - измеряемое значение; 3 ПИП - первичный измерительный преобразователь; 4 РМК - расходомерный коллектор; 5 ГТД - газотурбинный двигатель; 6 y - приведенная погрешность, %; 7 5 - относительная погрешность, %; 8 А - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины. | ||||
Таблица 3 - Основные технические характеристики Систем
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | от 187 до 242 |
| - частота переменного тока, Г ц | от 48 до 51 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более: | 10 |
| Габаритные размеры составных частей, мм, (ширина*высотахглубина), не более: | |
| - модуль измерения силы от тяги двигателя (с подвижной и неподвижной рамами) | 3000 х 6000 х 3000 |
| - модуль измерения массового расхода топлива | 300 х 1000 х 300 |
| - модуль измерения давления (сканеры) | 1000х2000х 500 |
Окончание таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение |
| (дискретные датчики) - модуль измерения температуры (сканеры) - модуль измерения частоты вращения роторов - модуль измерения относительной влажности - модуль измерения массового расхода воздуха - стойки измерительные, 4 шт. | 1000х1000х3000 1000х2000х 500 100 х 200 х 200 300 х 300 х 300 300 х 300 х 300 600 х 900 х 2100 |
| Условия эксплуатации в помещении пультовой: | |
| - температура воздуха для оборудования, располагаемого внутри термостатируемых помещений, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +35 до 80 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на эксплуатационную документацию типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средств измерений
| Наименование | Обозначение | Кол-во, шт/экз. |
| - модуль измерения силы от тяги двигателя | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения массового расхода топлива | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения давлений | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения температуры | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения массового расхода воздуха | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения частоты вращения роторов | _ | 1 шт. |
| - модуль измерения относительной влажности | _ | 1 шт. |
| - модуль управления | _ | 1 шт. |
| - стойки измерительные | _ | 4 шт. |
| - программное обеспечение | «proDAS» | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | №7/015-27-2022 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | _ | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5.4 руководства по эксплуатации №7/015-27-2022 РЭ.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2018 г. № 2772 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений виброперемещения, виброскорости, виброускорения и углового ускорения»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10-1 - 1-107 Па»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 августа 2023 г. № 1706 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10-1 до 2409 Гц»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2019 г. № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2022 г. № 668 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы переменного электрического тока от Г10-8 до 100 А в диапазоне частот от 1-10"1 до 1-106 Гц»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 ноября 2023 г. № 2415 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Постановление Госстандарта России от 20 декабря 1979 г. № 222 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрической емкости - фарада»;
ОСТ 1 01021-93 Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования.