燃油质量流量测量方法技术

本发明专利技术提供了一种燃油质量流量测量方法，包括以下步骤：步骤A：将燃油引入管体；步骤B：在管体内，对引入管体的燃油进行导流，使燃油的速度方向变成管体的轴向方向；步骤C：在管体内，将经过步骤B导流的燃油进行离心，使燃油具有切向方向的速度和管体的轴向方向的速度；步骤D：在管体内，用经过步骤C后具有切向方向的速度的燃油冲击涡轮转动；步骤E：测量涡轮转动的频率；步骤F：通过涡轮转动的频率，得到燃油质量流量。本发明专利技术具有结构简单、可靠性高、实用性强、测量精度高等优点。

Measurement method of fuel mass flow

The invention provides a fuel mass flow measurement method, which includes the following steps: step A: introducing fuel into the tube body; step B: diverting the fuel into the tube body to change the fuel speed direction into the axial direction of the tube body; step C: centrifuging the fuel diverted by step B in the tube body to make the fuel have tangential velocity and the tube body. Step D: In the tube body, the fuel with tangential velocity after step C impacts the turbine rotation; Step E: Measure the frequency of the turbine rotation; Step F: Obtain the mass flow of fuel through the frequency of the turbine rotation. The invention has the advantages of simple structure, high reliability, strong practicability and high measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
燃油质量流量测量方法
本专利技术涉及测量领域，具体涉及一种燃油质量流量测量方法。
技术介绍
在飞机的所有飞行阶段，燃油系统都应能够持续不断地可靠地向动力装置输送燃油。在实际工作中，需要对发动机的燃油质量流量进行精确测量，准确计量是为了使发动机运转有效而稳定，是提高飞机性能的重要措施。为了能够准确地进行燃油质量流量的测量，对燃油质量流量信号进行精确转化是上述工作的基础。因其工作期间在不同发动机转速下，发动机燃油供给不稳定，波动程度剧烈，现有的燃油质量流量测量不精确。综上所述，现有技术中存在以下问题：飞机的燃油系统，燃油质量流量测量不精确。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃油质量流量测量方法，以解决飞机的燃油系统，燃油质量或流量测量不精确的问题。为此，本专利技术提出一种燃油质量流量测量方法，所述燃油质量流量测量方法包括以下步骤：步骤A：将燃油引入管体；步骤B：在管体内，对引入管体的燃油进行导流，使燃油的速度方向变成管体的轴向方向；步骤C：在管体内，将经过步骤B导流的燃油进行离心，使燃油具有切向方向的速度和管体的轴向方向的速度；步骤D：在管体内，用经过步骤C后具有切向方向的速度的燃油冲击涡轮转动；步骤E：测量涡轮转动的频率或转数；步骤F：通过涡轮转动的频率或转数，得到燃油质量流量。进一步地，所述燃油质量流量测量方法还包括步骤G：在管体内，设置与涡轮同轴并同步转动的测量齿轮，和对测量齿轮转数进行测定的磁电感应器，以得到涡轮转动的频率或转数。进一步地，通过磁电感应器感应测量齿轮在转动过程中的脉冲变化，得到燃油进入管体前后压力差ΔP，通过压力差ΔP和管体出口端的流通面积，得到燃油质量流量。进一步地，燃油质量流量的具体计算为：ΔP＝λf；f＝n*z/60，其中，Qm为燃油质量流量，单位为kg/m3；μ为流量系数；A为管体出口端的流通面积，单位为平方米；ρ为燃油密度，单位kg/m3；ΔP为管体前后压力差，单位Pa；λ为压力差与脉冲间隔时间之间的比例系数，无量纲量；f为测量齿轮转动的频率，单位为次/秒，n为涡轮或测量齿轮的转速，转/每秒；z为测量齿轮的齿数。进一步地，步骤G中：在管体内，在燃油经过测量齿轮之前，将从涡轮流出的燃油的速度方向变为管体的轴向方向，消除管体切向方向的速度，将从涡轮流出的燃油速度扭直，以减少对测量齿轮进行切向做功。进一步地，步骤B中，采用导流器进行导流；导流器固定连接在管壁的内壁上；所述导流器为半球形，所述导流器的外表面为导流器半球面和连接在导流器半球面边缘的导流器底面；导流器的轴线垂直导流器底面，导流器的轴线平行管体的轴向；所述导流器具有多个轴向贯通孔，各轴向贯通孔的长度方向与管体的轴向平行；各轴向贯通孔贯穿导流器半球面和导流器底面；所述轴向贯通孔将经过导流器的流体的速度方向变成管体的轴向方向。进一步地，步骤C中，采用旋流器进行离心；旋流器设置在导流器与管体的出口端之间；所述旋流器的外表面包括：旋流器曲面和连接在旋流器曲面边缘的旋流器底面，旋流器的轴线与导流器的轴线一致；旋流器的轴线垂直旋流器底面；所述旋流器为由旋流器曲面和旋流器底面形成的立体结构；旋流器曲面上设有多条离心流道，各所述离心流道将进入到旋流器的曲面上的流体的速度变成旋流速度，所述旋流速度方向能够分解为管体的切向方向和管体的轴向方向。进一步地，采用整流器将从涡轮流出的燃油的速度方向变为管体的轴向方向；整流器设置在涡轮与出口端之间，所述整流器包括：多个沿管体的径向设置的叶片，各叶片所在的平面平行管体的轴向。进一步地，所述测量齿轮为直齿轮。进一步地，所述测量方法采用燃油质量流量传感器；所述燃油质量流量传感器包括：管体，所述管体包括：管壁和由管壁围成的空腔，所述空腔具有入口端和出口端；所述燃油质量流量传感器还包括：设置在所述空腔内，并沿着入口端到出口端的顺序依次布置的导流器、旋流器、涡轮、整流器和测量齿轮；导流器，固定连接在管壁的内壁上；所述导流器为半球形，所述导流器的外表面为导流器半球面和连接在导流器半球面边缘的导流器底面；导流器的轴线垂直导流器底面，导流器的轴线平行管体的轴向；所述导流器具有多个轴向贯通孔，各轴向贯通孔的长度方向与管体的轴向平行；各轴向贯通孔贯穿导流器半球面和导流器底面；所述轴向贯通孔将经过导流器的流体的速度方向变成管体的轴向方向；旋流器，设置在导流器与出口端之间；所述旋流器的外表面包括：旋流器曲面和连接在旋流器曲面边缘的旋流器底面，旋流器的轴线与导流器的轴线一致；旋流器的轴线垂直旋流器底面；所述旋流器为由旋流器曲面和旋流器底面形成的立体结构；旋流器曲面上设有多条离心流道，各所述离心流道将进入到旋流器的曲面上的流体的速度变成旋流速度，所述旋流速度方向能够分解为管体的切向方向和管体的轴向方向；所述燃油质量流量传感器还包括：连接轴，贯穿所述导流器的轴向和旋流器的轴向；所述导流器和旋流器都设置在所述连接轴上；涡轮，设置在旋流器与出口端之间，涡轮受从旋流器曲面出来的流体的冲击而转动；整流器，设置在涡轮与出口端之间，整流器将从涡轮流出的流体的速度方向变为管体的轴向方向；所述整流器包括：多个沿管体的径向设置的叶片，各叶片所在的平面平行管体的轴向；测量齿轮，设置在整流器与出口端之间；所述燃油质量流量传感器还包括：测定测量齿轮转数的磁电感应器，设置在管壁的内壁上；所述燃油质量流量传感器还包括：旋转轴，沿管体的轴向设置在连接轴与出口端之间；所述涡轮、所述整流器和测量齿轮套设在所述旋转轴上；所述涡轮和测量齿轮与所述旋转轴固定连接；所述叶片固定在所述管体上并通过轴承能转动的连接在所述旋转轴上。本专利技术通过涡轮或者测量齿轮的转动，得到燃油质量流量，通过连续的转数的测量，能够小流量的燃油，也能够适应流量的燃油，即使燃油流量变化剧烈，转动也具有连续型，转数的变化也能进行连续测量。而传统的测量方式是将燃油的流量转换为压力，采用发条进行计算，发条为弹性的材料，有一定的记忆能力，这样就存在误差，而且发条不是连续型转动，是有幅度限制的摆动，设计时它还有个最高限，不能连续变化和连续测量。燃油流量过大，就有可能超过这个最高限，因而，燃油流量测量有可能失灵。但本专利技术采用转速就不会有这么多问题了，没有最高限，又比较灵敏。进一步的，本专利技术的传感器安装于发动机风扇机匣左侧，转换齿轮箱的上部，与飞机燃油系统相连。本专利技术将燃油的流量转化为转速信号进而通过公式推导转化为电信号传递到显示仪表或信号采集装置上。燃油从管体的入口端11，通过导流器上的轴向贯通孔21进入旋流器3，所述的旋流器使得燃油通过其上的流道将速度变成切向方向，将燃油流向变为射流，切向速度的燃油将带动微型动力涡轮快速旋转，如果切向速度增大，动力涡轮角速度也随之增大；反之，亦然，因此，即使燃油供给不稳定，波动程度剧烈，测量齿轮都会按燃油供给量实现比例上的变化，不会因按燃油供给量变大而出现失灵的问题。从动力涡轮流出的燃油为旋流，整流器将从涡轮流出的燃油速度扭直，以尽量减少对测量齿轮进行切向做功。测量齿轮相当于脉冲发生器，测量齿轮转动，利用旋转轴上的测量齿轮(脉冲发生器)转速测量进而转化为燃油的质量流量。例如，随着测量齿轮的转动，会因磁通量变化从而发出电脉冲产生一个起始脉冲信号，当第二个齿通过线圈时产生一个终止脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃油质量流量测量方法，其特征在于，所述燃油质量流量测量方法包括以下步骤：步骤A：将燃油引入管体；步骤B：在管体内，对引入管体的燃油进行导流，使燃油的速度方向变成管体的轴向方向；步骤C：在管体内，将经过步骤B导流的燃油进行离心，使燃油具有切向方向的速度和管体的轴向方向的速度；步骤D：在管体内，用经过步骤C后具有切向方向的速度的燃油冲击涡轮转动；步骤E：测量涡轮转动的频率或转数；步骤F：通过涡轮转动的频率或转数，得到燃油质量流量。

【技术特征摘要】
1.一种燃油质量流量测量方法，其特征在于，所述燃油质量流量测量方法包括以下步骤：步骤A：将燃油引入管体；步骤B：在管体内，对引入管体的燃油进行导流，使燃油的速度方向变成管体的轴向方向；步骤C：在管体内，将经过步骤B导流的燃油进行离心，使燃油具有切向方向的速度和管体的轴向方向的速度；步骤D：在管体内，用经过步骤C后具有切向方向的速度的燃油冲击涡轮转动；步骤E：测量涡轮转动的频率或转数；步骤F：通过涡轮转动的频率或转数，得到燃油质量流量。2.如权利要求1所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，所述燃油质量流量测量方法还包括步骤G：在管体内，设置与涡轮同轴并同步转动的测量齿轮，和对测量齿轮转数进行测定的磁电感应器，以得到涡轮转动的频率或转数。3.如权利要求2所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，通过磁电感应器感应测量齿轮在转动过程中的脉冲变化，得到燃油进入管体前后压力差ΔP，通过压力差ΔP和管体出口端的流通面积，得到燃油质量流量。4.如权利要求1所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，燃油质量流量的具体计算为：ΔP＝λf；f＝n*z/60，其中，Qm为燃油质量流量，单位为kg/m3；μ为流量系数；A为管体出口端的流通面积，单位为平方米；ρ为燃油密度，单位kg/m3；ΔP为管体前后压力差，单位Pa；λ为压力差与脉冲间隔时间之间的比例系数，无量纲量；f为测量齿轮转动的频率，单位为次/秒，n为涡轮或测量齿轮的转速，转/每秒；z为测量齿轮的齿数。5.如权利要求2所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，步骤G中：在管体内，在燃油经过测量齿轮之前，将从涡轮流出的燃油的速度方向变为管体的轴向方向，将从涡轮流出的燃油速度扭直，以减少对测量齿轮进行切向做功。6.如权利要求1所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，所述管体包括：管壁和由管壁围成的空腔，所述空腔具有入口端和出口端；步骤B中，采用导流器进行导流；导流器固定连接在管壁的内壁上；所述导流器为半球形，所述导流器的外表面为导流器半球面和连接在导流器半球面边缘的导流器底面；导流器的轴线垂直导流器底面，导流器的轴线平行管体的轴向；所述导流器具有多个轴向贯通孔，各轴向贯通孔的长度方向与管体的轴向平行；各轴向贯通孔贯穿导流器半球面和导流器底面；所述轴向贯通孔将经过导流器的流体的速度方向变成管体的轴向方向。7.如权利要求1所述的燃油质量流量测量方法，其特征在于，步骤C中，采用旋流器进行离心；旋流器设置在导流器与管体的出口端之间；所述旋流器的外表面包括：旋流器曲面和连接在旋流器曲面边缘的旋流器底面，旋流器的轴线与导流器的轴线一致；旋流器的轴线垂直旋流器底面；所述旋流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：江五贵，李源才，廖述梅，吕辉，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36