本发明专利技术涉及一种移动式航空发动机多态尾气分析装置及其数采方法，其中分析装置包括：烟气分析仪校验模块、数据采集分析模块、PLC控制器和多台上位机，PLC控制器与烟气分析仪校验模块通信连接，多台上位机分别连接PLC控制器和航空发动机，其中，烟气分析仪校验模块进一步包括：标准气瓶组、用于控制气瓶内的标准气体输出的真空泵、压缩反吹阀、烟气分析仪以及设置于标准气瓶组与烟气分析仪之间的输送气路上，并用于控制输送气路通断的第一控制阀门组。本发明专利技术移动式航空发动机多态尾气分析装置具有结构设计合理、检测效率高、精度高等特点，能够解决目前尚无相对成熟的航空发动机尾气分析装置的技术问题。气分析装置的技术问题。气分析装置的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种移动式航空发动机多态尾气分析装置及其数采方法
[0001]本专利技术属于航空发动机高空试验
，尤其涉及一种移动式航空发动机多态尾气分析装置及其数采方法。
技术介绍
[0002]航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，具有研制周期长、资金投入大等特点，被誉为现代工业的“皇冠”。随着技术的逐步发展和战术要求指标的不断提升，航空发动机的结构越来越复杂，研发风险越来越高，这使得研制过程中模拟试验的重要性越来越突出。通过试验不仅可以在设计阶段提前暴露发动机的设计缺陷，在定型阶段考核和验证发动机的实际性能是否符合设计预期，还可以通过试验过程中测取的数据建立发动机及其试验测试流程的的仿真模型，并对模型进行校核和迭代，为无实物仿真试验做技术储备，可节省大量人力物力财力。从某种意义上来讲，试验测试的能力和水平在一定程度上体现和决定了航空发动机的研制水平。
[0003]测试航空发动机的空中性能主要包括实际空中飞行试验和地面高空模拟试验两种方式。相较于前者，高空模拟试验模拟范围更宽、可得参数更多、可重复性强、省时省力、同时安全系数更高。所以目前更多采用地面高空模拟试验作为主要测试方式。因此试验舱的设计和改进对试验能力的提升有着重要而独特的作用。
[0004]然而，目前航空发动机高空模拟试验中对尾气分析方面研究成果较少，已难以适应日益增长的试验能力需要，因此亟需一种新的分析装置用于解决航空发动机燃烧室内航空煤油燃烧情况的了解分析。
技术实现思路
[0005]针对相关技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种移动式航空发动机多态尾气分析装置及其数采方法，其中，移动式航空发动机多态尾气分析装置具有结构设计合理、检测效率高、精度高等特点，能够解决目前尚无相对成熟的航空发动机尾气分析装置的技术问题。
[0006]本专利技术提供一种移动式航空发动机多态尾气分析装置，包括烟气分析仪校验模块、数据采集分析模块、PLC控制器和多台上位机，PLC控制器与烟气分析仪校验模块通信连接，多台上位机分别连接PLC控制器和航空发动机，其中，烟气分析仪校验模块进一步包括：
[0007]标准气瓶组，其瓶口处连接输送气路，用于提供多种标准气体，
[0008]真空泵，连接标准气瓶组，用于控制气瓶内的标准气体输出，
[0009]压缩反吹阀，设置于标准气瓶组与真空泵之间，与真空泵配合将标准气体排空，
[0010]烟气分析仪，经输气管路连接所述标准气瓶组的出气端，通过标准气体进行浓度标定，
[0011]第一控制阀门组，设置于标准气瓶组与烟气分析仪之间的输送气路上，用于控制输送气路的通断。
[0012]在其中一些实施例中，标准气瓶组中至少包括8个标准气瓶，每个气瓶瓶口处连接第一输送气路，并在每个第一输送气路上安装手阀，各个第一输送气路连通第二输送气路，用于提供多种标准气体；
[0013]第一控制阀门组包括依次设置于所述标准气瓶组与烟气分析仪之间的输送气路上排空阀、手阀和减压阀。
[0014]在其中一些实施例中，标准气瓶组内的标准气体为氮中氧气、氮中一氧化碳、氮中二氧化碳、氮中一氧化氮、氮中二氧化氮、氮中甲烷、氮中二氧化碳+氧化氮；
[0015]其中，氮中氧气的含量分别为6％、10％和18％，氮中一氧化碳的含量分别为100PPM、300PPM和800PPM，氮中二氧化碳的含量分别为5％、10％和20％，氮中一氧化氮的含量分别为100PPM、300PPM和800PPM，氮中二氧化氮的含量分别为100PPM和800PPM，氮中甲烷的含量分别为1％，氮中二氧化碳+氧化氮中氮中二氧化碳的含量为30％、氧化氮的含量800PPM。
[0016]在其中一些实施例中，数据采集分析模块进一步包括：
[0017]高温气流测头装置，固定于高空试验舱室内，用于采集航空发动机的尾气，
[0018]真空泵，连接高温气流测头装置，用于控制尾气输出，
[0019]压缩反吹阀，设置于高温气流测头装置与真空泵之间，用于与真空泵配合将尾气排空，
[0020]烟气分析仪，经输气管路连接高温气流测头装置的气体出口，用于分析尾气成分，并将尾气数据传输至PLC控制器，
[0021]第二控制阀门组，设置于高温气流测头装置与烟气分析仪之间的输送气路上，用于控制输送气路的通断。
[0022]在其中一些实施例中，高温气流测头装置为耙式高温气流测头装置，其为头部锥形、杆身L型的12孔气动探针，经螺栓固定于高空试验舱室内，其位置设置于距离航空发动机尾喷管排气出口10cm处，且孔口与航空发动机尾喷管出口相对设置且气动中心方向与气流轴线方向保持一致。
[0023]在其中一些实施例中，第二控制阀门组包括依次设置于高温气流测头装置与烟气分析仪之间的输送气路上排空阀和手阀。
[0024]在其中一些实施例中，上位机中还包括数据采集分析软件，分别与所述烟气分析仪校验模块、数据采集分析模块和上位机通信连接，所述数据采集分析软件中添加修正参数，用于减小试验误差；
[0025]多台上位机包括连接所述PLC控制器的第一上位机、与航空发动机通信连接的第二上位机，所述第一上位机和第二上位机之间通信连接。
[0026]本专利技术还提供了一种数据采集方法，利用上述任一实施例所述的的移动式航空发动机多态尾气分析装置进行，包括以下步骤：
[0027]校验阶段：采用烟气分析仪校验模块通过标准气体检验烟气分析仪是否存在检测偏差，得到校验数据；
[0028]尾气分析阶段：采用数据采集分析模块对航空发动机尾气进行测定与成分分析，得到实际尾气成分数据；
[0029]拟合分析阶段：将校验数据与实际尾气成分数据进行拟合分析，从而实现航空发
动机尾气分析。
[0030]在其中一些实施例中，校验阶段进一步包括以下步骤：
[0031]试验开始，关闭压缩反吹阀；
[0032]根据行业标准，设计标准气体浓度参数；
[0033]利用减压装置调节所述烟气分析仪入口的压力，并对烟气分析仪进行气体浓度标定；
[0034]标定后，进行烟气分析仪偏差检测，得到校验数据；
[0035]检测结束后，将压缩反吹阀打开，同时关闭手阀，利用真空泵产生的压力将管路内的气体吹出，以防止管路内残留气体对下个气瓶的校验产生影响；
[0036]其中，在所述偏差检测过程中，当存在偏差时，利用烟气分析上位机进行测量曲线拟合、参数整定，直至不存在偏差后，再切换至高空台尾气入口进入尾气分析阶段；
[0037]当不存在偏差时，直接切换高空台尾气入口进入尾气分析阶段。
[0038]在其中一些实施例中，尾气分析阶段进一步包括以下步骤：
[0039]试验开始，关闭所述压缩反吹阀，利用高温气流测头装置进行航空发动机尾气收集；
[0040]利用真空泵产生负压环境将收集到的尾气送入烟气分析仪中进行检测，得到实际尾气成分数据；
[0041]将校验数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动式航空发动机多态尾气分析装置，其特征在于，包括烟气分析仪校验模块、数据采集分析模块、PLC控制器和多台上位机，所述PLC控制器与烟气分析仪校验模块通信连接，多台上位机分别连接PLC控制器和航空发动机，其中，所述烟气分析仪校验模块进一步包括：标准气瓶组，其瓶口处连接输送气路，用于提供多种标准气体，真空泵，连接所述标准气瓶组，用于控制气瓶内的标准气体输出，压缩反吹阀，设置于所述标准气瓶组与真空泵之间，与所述真空泵配合将标准气体排空，烟气分析仪，经输气管路连接所述标准气瓶组的出气端，通过标准气体进行浓度标定，第一控制阀门组，设置于标准气瓶组与烟气分析仪之间的输送气路上，用于控制输送气路的通断。2.根据权利要求1所述的移动式航空发动机多态尾气分析装置，其特征在于，所述标准气瓶组中至少包括8个标准气瓶，每个气瓶瓶口处连接第一输送气路，并在每个第一输送气路上安装手阀，各个第一输送气路连通第二输送气路，用于提供多种标准气体；所述第一控制阀门组包括依次设置于所述标准气瓶组与烟气分析仪之间的输送气路上排空阀、手阀和减压阀。3.根据权利要求1所述的移动式航空发动机多态尾气分析装置，其特征在于，所述标准气瓶组内的标准气体为氮中氧气、氮中一氧化碳、氮中二氧化碳、氮中一氧化氮、氮中二氧化氮、氮中甲烷、氮中二氧化碳+氧化氮；其中，氮中氧气的含量分别为6％、10％和18％，氮中一氧化碳的含量分别为100PPM、300PPM和800PPM，氮中二氧化碳的含量分别为5％、10％和20％，氮中一氧化氮的含量分别为100PPM、300PPM和800PPM，氮中二氧化氮的含量分别为100PPM和800PPM，氮中甲烷的含量分别为1％，氮中二氧化碳+氧化氮中氮中二氧化碳的含量为30％、氧化氮的含量800PPM。4.根据权利要求1所述的移动式航空发动机多态尾气分析装置，其特征在于，所述数据采集分析模块进一步包括：高温气流测头装置，固定于高空试验舱室内，用于采集航空发动机的尾气，真空泵，连接所述高温气流测头装置，用于控制尾气输出，压缩反吹阀，设置于所述高温气流测头装置与真空泵之间，用于与所述真空泵配合将尾气排空，烟气分析仪，经输气管路连接所述高温气流测头装置的气体出口，用于分析尾气成分，并将尾气数据传输至PLC控制器，第二控制阀门组，设置于高温气流测头装置与烟气分析仪之间的输送气路上，用于控制输送气路的通断。5.根据权利要求4所述的移动式航空发动机多态尾气分析装置，其特征在于，所述高温气...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮昌龙，郭玉超，张纪波，林宗元，吴朋程，张桂国，王伟韬，李懿，王文志，张帅，丁曙，张春瑶，王月，邵荣辉，
申请(专利权)人：青岛航空技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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