BR102016026748A2

BR102016026748A2 - MEASUREMENT SYSTEM, METHOD TO IMPROVE THE ACCURACY OF TURBOFAN SENSOR AND MOTOR

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Publication number: BR102016026748A2
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Publication date: 2017-08-01

Description

“SISTEMA DE MEDIÇÃO, MÉTODO PARA APRIMORAR A PRECISÃO DE SENSOR E MOTOR TURBOFAN” Antecedentes [001] O campo da revelação se refere geralmente a sistemas de medição de parâmetro e, mais particularmente, a um método e sistema para aprimorar a medição de parâmetro utilizando-se e combinando-se saídas de sensor que tenham características desejadas para medir um parâmetro.“MEASURING SYSTEM, METHOD FOR IMPROVING TURBOFAN SENSOR AND ENGINE ACCURACY” Background The field of development generally refers to parameter measurement systems and, more particularly, to a method and system for improving parameter measurement using by combining sensor outputs that have desired characteristics to measure a parameter.

[002] Pelo menos alguns sensores são projetados para ter pelo menos uma característica de saída particular, por exemplo, precisão alta ou largura de banda alta (isto é, alta velocidade ou resposta rápida). Por exemplo, em pelo menos alguns sistemas de aeronave, uma válvula medidora de combustível (FMV) é usada em um controlador de motor. O FMV inclui um sensor atuador de combustível com uma saída de sensor que tem uma característica de largura de banda alta ou resposta rápida. Entretanto, a saída de sensor a partir do FMV também inclui uma característica de precisão baixa, com erro de ±5%. Adicionalmente, um medidor de fluxo de combustível (FFM) inclui um sensor configurado para fornecer um sinal à aeronave relacionado ao consumo de combustível em vários estágios do voo. A saída de sensor de FFM inclui uma característica de alta precisão, com erro de ±1% durante os estágios de viagem, porém, também inclui uma característica de resposta lenta.At least some sensors are designed to have at least one particular output characteristic, for example high accuracy or high bandwidth (ie high speed or fast response). For example, in at least some aircraft systems, a fuel metering valve (FMV) is used on an engine controller. The FMV includes a fuel actuator sensor with a sensor output that has a high bandwidth or fast response feature. However, the sensor output from the FMV also includes a low accuracy characteristic with ± 5% error. Additionally, a fuel flow meter (FFM) includes a sensor configured to provide a signal to the aircraft related to fuel consumption at various stages of flight. The FFM sensor output includes a high accuracy feature with ± 1% error during travel stages, but also includes a slow response feature.

[003] Pode ser dispendioso ou difícil projetar sensores com saídas de sensor que combinem duas características desejadas e/ou implantar projetos de hardware mais complexos para reduzir efeitos de sensores de baixa precisão. Pelo menos alguns sistemas conhecidos tentam usar controles de retroalimentação de ciclo fechado para manipular sinais de saída de sensor a partir de dois sensores díspares que têm características de saída desejadas diferentes. Entretanto, tais sistemas podem ser vulneráveis a erro ou situação de perigo quando os dois sinais discordam, visto que não há parâmetro independente para discernir a que sinal dar preferência.[003] It may be costly or difficult to design sensors with sensor outputs that combine two desired characteristics and / or implement more complex hardware designs to reduce low-precision sensor effects. At least some known systems try to use closed-loop feedback controls to manipulate sensor output signals from two disparate sensors that have different desired output characteristics. However, such systems may be vulnerable to error or danger when the two signals disagree, as there is no independent parameter to discern which signal to give preference.

Breve Descrição [004] Em um aspecto, um sistema de medição é fornecido, que inclui um primeiro sensor, um segundo sensor e um processador. O primeiro sensor inclui um primeiro sinal de saída que inclui uma pluralidade de características de saída, em que pelo menos uma característica de saída dentre a pluralidade de características de saída é deficiente para medir um parâmetro desejado e em que pelo menos uma característica de saída é adequada para medir o parâmetro desejado. O segundo sensor inclui um segundo sinal de saída que inclui pelo menos algumas dentre a pluralidade de características de saída do primeiro sinal de saída, em que a pelo menos uma característica deficiente do primeiro sinal de saída é adequada no segundo sinal de saída para medir o parâmetro desejado. O processador é acoplado comunicativamente a um dispositivo de memória, e é programado para calibrar o primeiro sinal de saída do primeiro sensor com o uso do segundo sinal de saída do segundo sensor para gerar um terceiro sinal de saída que compreende a pelo menos uma característica adequada do primeiro sinal de saída e a pelo menos uma característica adequada do segundo sinal de saída.Brief Description [004] In one aspect, a measurement system is provided which includes a first sensor, a second sensor and a processor. The first sensor includes a first output signal that includes a plurality of output characteristics, wherein at least one output characteristic of the plurality of output characteristics is deficient to measure a desired parameter and wherein at least one output characteristic is. suitable for measuring the desired parameter. The second sensor includes a second output signal that includes at least some of the plurality of output characteristics of the first output signal, wherein the at least one deficient characteristic of the first output signal is suitable in the second output signal to measure the output. desired parameter. The processor is communicatively coupled to a memory device, and is programmed to calibrate the first output signal from the first sensor using the second output signal from the second sensor to generate a third output signal comprising at least one suitable feature. of the first output signal and at least one suitable characteristic of the second output signal.

[005] Em outro aspecto, um método para aprimorar a precisão de sensor é fornecido. O método inclui receber um primeiro sinal de saída a partir de um primeiro sensor configurado para medir um primeiro parâmetro, em que o primeiro sinal de saída é definido por uma precisão relativamente alta e uma largura de banda relativamente baixa, e receber um segundo sinal de saída a partir de um segundo sensor configurado para medir o primeiro parâmetro, em que o segundo sinal de saída é definido por uma largura de banda relativamente alta e uma precisão relativamente baixa. O método também inclui calibrar o segundo sinal de saída a partir do segundo sensor com o uso do primeiro sinal de saída a partir do primeiro sensor, e gerar um terceiro sinal de saída com o uso do segundo sinal de saída calibrado, em que o terceiro sinal de saída é definido por uma precisão relativamente alta e uma largura de banda relativamente alta for o primeiro parâmetro.[005] In another aspect, a method for improving sensor accuracy is provided. The method includes receiving a first output signal from a first sensor configured to measure a first parameter, wherein the first output signal is defined by relatively high accuracy and relatively low bandwidth, and receiving a second output signal. output from a second sensor configured to measure the first parameter, wherein the second output signal is defined by a relatively high bandwidth and relatively low accuracy. The method also includes calibrating the second output signal from the second sensor using the first output signal from the first sensor, and generating a third output signal using the second calibrated output signal, wherein the third Output signal is defined by a relatively high accuracy and a relatively high bandwidth is the first parameter.

[006] Em ainda outro aspecto, um motor turbofan é fornecido, em que o motor turbofan inclui um núcleo do motor que inclui um compressor de múltiplos estágios, um ventilador potencializado por uma turbina de potência acionado por gás gerado no núcleo do motor, um duto de desvio de ventilador que circunda pelo menos parcialmente o núcleo do motor e o ventilador, e um sistema de medição e controle de fluxo (FMC). O sistema de FMC inclui um primeiro sensor que inclui um primeiro sinal de saída que compreende uma pluralidade de características de saída, em que pelo menos uma característica de saída dentre a pluralidade de características de saída é deficiente para medir um parâmetro desejado e em que pelo menos uma característica de saída é adequada para medir o parâmetro desejado. O sistema de FMC também inclui um segundo sensor que inclui um segundo sinal de saída que inclui pelo menos algumas dentre a pluralidade de características de saída do primeiro sinal de saída, em que a pelo menos uma característica deficiente do primeiro sensor é adequada no segundo sensor para medir o parâmetro desejado. O sistema de FMC inclui adicionalmente um controlador configurado para controlar a atuação de uma válvula medidora de combustível (FMV) para controlar o fluxo de combustível para o núcleo do motor. O controlador inclui um processador acoplado comunicativamente a um dispositivo de memória, sendo que o processador é programado para calibrar o primeiro sinal de saída do primeiro sensor com o uso do segundo sinal de saída do segundo sensor para gerar um terceiro sinal de saída que inclui a pelo menos uma característica adequada do primeiro sinal de saída e a pelo menos uma característica adequada do segundo sinal de saída.In yet another aspect, a turbofan engine is provided, wherein the turbofan engine includes an engine core that includes a multistage compressor, a fan powered by a gas-driven power turbine generated at the engine core, a fan bypass duct that at least partially surrounds the motor core and the fan, and a flow measurement and control system (FMC). The FMC system includes a first sensor including a first output signal comprising a plurality of output characteristics, wherein at least one output characteristic of the plurality of output characteristics is deficient to measure a desired parameter and wherein at At least one output characteristic is suitable for measuring the desired parameter. The FMC system also includes a second sensor that includes a second output signal that includes at least some of the plurality of output characteristics of the first output signal, wherein at least one deficient characteristic of the first sensor is suitable on the second sensor. to measure the desired parameter. The FMC system further includes a controller configured to control the actuation of a fuel metering valve (FMV) to control the flow of fuel to the engine core. The controller includes a processor communicatively coupled to a memory device, the processor being programmed to calibrate the first output signal from the first sensor using the second output signal from the second sensor to generate a third output signal including the at least one suitable characteristic of the first output signal and at least one suitable characteristic of the second output signal.

Figuras [007] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente revelação serão mais bem entendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida em referência aos desenhos anexos nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes por todos os desenhos, em que: A Figura 1 mostra a vista em corte transversal de um conjunto de motor de turbina exemplificativo que inclui um sistema de medição e controle de fluxo (FMC); A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático do sistema de FMC 150 do conjunto de motor mostrado na Figura 1, que inclui um controlador; A Figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra um primeiro exemplo de realização de um modelo de calibração que pode ser implantado pelo controlador mostrado na Figura 2; e A Figura 4 é um diagrama de blocos que ilustra um segundo exemplo de realização de um modelo de calibração que pode ser implantado pelo controlador mostrado na Figura 2.These and other functions, aspects and advantages of the present disclosure will be better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings in which similar characters represent similar parts throughout the drawings, in which: Figure 1 shows the cross-sectional view of an exemplary turbine engine assembly including a flow measurement and control system (FMC); Figure 2 is a schematic block diagram of the engine assembly FMC system 150 shown in Figure 1, including a controller; Figure 3 is a block diagram illustrating a first example of a calibration model that may be deployed by the controller shown in Figure 2; and Figure 4 is a block diagram illustrating a second example of a calibration model that may be deployed by the controller shown in Figure 2.

[008] A menos que indicado de outra forma, os desenhos fornecidos no presente documento são destinados a ilustrar as funções das realizações desta revelação. Acredita-se que essas funções sejam aplicáveis a uma ampla gama de sistemas que compreende uma ou mais realizações dessa revelação. Como tal, os desenhos não são destinados a incluir todas as funções convencionais conhecidos pelas pessoas versadas na técnica a serem exigidos para a prática das realizações reveladas no presente documento.Unless otherwise indicated, the drawings provided herein are intended to illustrate the functions of the embodiments of this disclosure. Such functions are believed to be applicable to a wide range of systems comprising one or more embodiments of such disclosure. As such, the drawings are not intended to include all the conventional functions known to those skilled in the art to be required to practice the embodiments disclosed herein.

Descrição Detalhada [009] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, que serão definidos com os significados a seguir.Detailed Description In the following descriptive report and claims, reference will be made to numerous terms, which will be defined with the following meanings.

[010] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto determine claramente o contrário.[010] The singular forms "one", "one", "o" and "a" include plural references, unless the context clearly states otherwise.

[011] Opcional” ou “opcionalmente” significam que o evento ou circunstância descrito subsequentemente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui instâncias em que o evento ocorre e instâncias em que o evento não ocorre.[011] Optional ”or“ optionally ”means that the event or circumstance described subsequently may or may not occur and that the description includes instances in which the event occurs and instances in which the event does not occur.

[012] A linguagem aproximada, conforme usado no presente documento ao longo do relatório descrito e das reivindicações, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar de forma permissível sem resultar em uma mudança na função básica a qual é relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, "aproximadamente" e "substancialmente", não se limitam ao valor preciso especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medição do valor. No presente contexto e ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou alternadas; tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nas mesmas, a menos que o contexto ou a linguagem indiquem o contrário.The approximate language as used throughout this report and the claims may be applied to modify any quantitative representation that may permissibly vary without resulting in a change in the basic function to which it is related. Accordingly, a value modified by a term or terms, such as "about", "approximately" and "substantially", is not limited to the specified precise value. In at least some cases, the approximation language may correspond to the accuracy of an instrument for measuring value. In the present context and throughout the specification and claims, the range limitations may be combined and / or alternated; Such ranges are identified and include all sub-ranges contained therein, unless the context or language indicates otherwise.

[013] Realizações dos sistemas de medição de parâmetro descritas no presente documento fornecem um método econômico para utilizar uma saída de sensor a partir do sensor existente em qualquer sistema de controle para produzir uma saída de sensor combinada que tem características desejadas de saída a partir de sensores díspares. Mais especificamente, os sistemas de medição de parâmetro incluem um primeiro sensor que inclui um primeiro sinal de saída que tem uma pluralidade de características de saída, em que pelo menos uma das características de saída é deficiente para medir um parâmetro desejado, tal como fluxo, temperatura, pressão, etc., e uma das características de saída é adequada para medir o parâmetro desejado. Os sistemas de medição de parâmetro incluem adicionalmente um segundo sensor que inclui um segundo sinal de saída que pode ter algumas das mesmas características de saída, porém, inclui características de saída, que eram deficientes no sinal de saída a partir do primeiro sensor, que são adequadas para medir o parâmetro desejado. O sistema inclui adicionalmente um processador configurado para calibrar o primeiro sinal com o uso do segundo sinal para gerar um terceiro sinal (calibrado) que tenha as características adequadas a partir tanto do primeiro quanto do segundo sinais de saída do primeiro e segundo sensores. Conforme usado no presente documento, “adequado” se refere geralmente a uma característica benéfica ou desejada para medir o parâmetro desejado, e “deficiente” se refere geralmente a uma característica indesejável ou negativa para medir o parâmetro desejado. Consequentemente, determinadas características podem ser adequadas para medir um parâmetro, porém, deficientes para medir um parâmetro diferente. Os sistemas de medição de parâmetro facilitam o desenvolvimento de um modelo de calibração que é implantado e refinado para otimizar a saída de sensor combinada de acordo com a aplicação no mesmo e para facilitar a operabilidade do sistema no evento de uma perda de um dos sinais de saída de sensor, facilitando assim a robustez do sistema.[013] Realizations of the parameter measurement systems described in this document provide an economical method for using a sensor output from the existing sensor in any control system to produce a combined sensor output that has desired output characteristics from disparate sensors. More specifically, parameter measurement systems include a first sensor that includes a first output signal that has a plurality of output characteristics, wherein at least one of the output characteristics is deficient to measure a desired parameter, such as flow, temperature, pressure, etc., and one of the output characteristics is suitable for measuring the desired parameter. Parameter measurement systems further include a second sensor that includes a second output signal that may have some of the same output characteristics, but includes output characteristics, which were deficient in the output signal from the first sensor, which are suitable for measuring the desired parameter. The system further includes a processor configured to calibrate the first signal using the second signal to generate a third (calibrated) signal that has the appropriate characteristics from both the first and second output signals of the first and second sensors. As used herein, "adequate" generally refers to a beneficial or desired characteristic for measuring the desired parameter, and "deficient" generally refers to an undesirable or negative characteristic for measuring the desired parameter. Consequently, certain characteristics may be suitable for measuring one parameter, but deficient for measuring a different parameter. Parameter measurement systems facilitate the development of a calibration model that is deployed and refined to optimize the combined sensor output according to its application and to facilitate system operability in the event of a loss of one of the signal signals. sensor output, thus facilitating system robustness.

[014] A Figura 1 mostra uma vista em corte transversal de um conjunto de motor de turbina exemplificativo 100 que tem um eixo geométrico de linha central ou longitudinal 111 através do mesmo. Apesar de a Figura 1 mostrar um conjunto de motor de turbina para o uso em uma aeronave, o conjunto de motor 100 é qualquer motor de turbina que facilita a operação conforme descrito no presente documento, tal como, porém, não limitado a, um conjunto de motor de turbina a gás terrestre. O conjunto de motor 100 inclui um motor de turbina de núcleo 112 e uma seção de ventilador 114 posicionados a montante do motor de turbina de núcleo 112. O núcleo do motor 112 inclui um invólucro externo geralmente tubular 116 que define uma entrada anular 118. O invólucro externo 116 envolve e sustenta adicionalmente um compressor intensificador 120 para elevar a pressão de ar que entra no núcleo do motor 112. Um compressor de alta pressão de fluxo axial de múltiplos estágios 121 recebe ar pressurizado a partir do compressor intensificador 120 e aumenta adicionalmente a pressão do ar. O ar pressurizado flui para um combustor 122, definido geralmente por um forro de combustão 123, em que o combustível é injetado no fluxo de ar pressurizado através de um ou mais bocais de combustível 125 para elevar a temperatura e o nível de energia do ar pressurizado. Um sistema de medição e controle de fluxo (FMC) 150 é posicionado a montante do(s) bocal(is) de combustível 125 e é configurado para controlar o fluxo de combustível através do(s) bocal(is) de combustível 125. O fluxo de produtos de combustão de energia elevada a partir do combustor 122 para uma primeira turbina (alta pressão) 126 para acionar o compressor 121 através de um primeiro eixo de acionamento (alta pressão) 127 e, então, para uma segunda turbina (baixa pressão) 128 para acionar o compressor intensificador 120 e a seção de ventilador 114 através de um segundo eixo de acionamento (baixa pressão) 129 que é coaxial com o primeiro eixo de acionamento 127. Após acionar cada uma das turbinas 126 e 128, os produtos de combustão deixam o núcleo do motor 112 através de um bocal de escape 130 para fornecer impulso a jato propulsivo.Figure 1 shows a cross-sectional view of an exemplary turbine engine assembly 100 having a centerline or longitudinal axis 111 therethrough. Although Figure 1 shows a turbine engine assembly for use in an aircraft, engine assembly 100 is any turbine engine that facilitates operation as described herein, but is not limited to an assembly. of a land gas turbine engine. Motor assembly 100 includes a core turbine motor 112 and a fan section 114 positioned upstream of the core turbine motor 112. The motor core 112 includes a generally tubular outer casing 116 defining an annular inlet 118. outer casing 116 additionally surrounds and supports an intensifier compressor 120 to raise the air pressure entering the motor core 112. A multistage axial flow high pressure compressor 121 receives pressurized air from the intensifier compressor 120 and further increases the air pressure. Pressurized air flows to a combustor 122, generally defined by a combustion liner 123, wherein the fuel is injected into the pressurized air stream through one or more fuel nozzles 125 to raise the temperature and energy level of the pressurized air. . A flow metering and control system (FMC) 150 is positioned upstream of the fuel nozzle (s) 125 and is configured to control the fuel flow through the fuel nozzle (s) 125. The flow of high energy combustion products from combustor 122 to a first (high pressure) turbine 126 to drive compressor 121 through a first (high pressure) drive shaft 127 and then to a second (low pressure) turbine ) 128 to drive intensifier compressor 120 and blower section 114 via a second drive shaft (low pressure) 129 which is coaxial with the first drive shaft 127. After driving each of the turbines 126 and 128, the products of combustion leave the engine core 112 through an exhaust nozzle 130 to provide propulsive jet thrust.

[015] Em pelo menos alguns sistemas conhecidos de aeronave, sob operação normal, a precisão do sistema de controle de combustível está na faixa de cerca de 4-6% de erro, por exemplo, devido a variações de unidade para unidade em válvulas medídoras de combustível, temperatura de combustível, e efeitos de gravidade específicos. Isso impacta em uma margem de operabilidade de motor para estagnação do compressor ou condições de blowout escassas do combustor.[015] In at least some known aircraft systems under normal operation the fuel control system accuracy is in the range of about 4-6% error, for example due to unit to unit variations in metering valves. fuel temperature, fuel temperature, and specific gravity effects. This impacts a motor operating margin for compressor stagnation or scarce combustion blowout conditions.

[016] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático do sistema de medição e controle de fluxo (FMC) 150 do conjunto de motor 100 (ambos mostrados na Figura 1). O sistema de FMC 150 é um exemplo de realização de um sistema de medição de parâmetro conforme descrito no presente documento, e não deve ser interpretado como limitante das aplicações da presente revelação de qualquer maneira. O sistema de FMC 150 inclui uma válvula medidora de combustível (FMV) 210, um medidor de fluxo de combustível (FFM) 220 e um controlador 230. O controlador 230 é configurado para controlar a atuação de FMV 210 (por exemplo, com o uso de um motor de torque, não mostrado) para controlar o fluxo de combustível através do bocal 125 no combustor 120 (ambos mostrados na Figura 1). O controlador 230 recebe sinais de entrada a partir de vários componentes do sistema de FMC 150 para selecionar a atuação de FMV 210 apropriada. Para selecionar a atuação de FMV 210 apropriada, o controlador inclui um processador 232 configurado implantar um modelo de calibração 234 que calibra os sinais entrada para o mesmo, conforme descrito adicionalmente no presente documento, e emite um sinal calibrado para um seletor de atuação 236.[016] Figure 2 is a schematic block diagram of flow measurement and control system (FMC) 150 of motor assembly 100 (both shown in Figure 1). The FMC system 150 is an exemplary embodiment of a parameter measurement system as described herein, and should not be construed as limiting the applications of the present disclosure in any way. The FMC 150 system includes a fuel metering valve (FMV) 210, a fuel flow meter (FFM) 220, and a controller 230. Controller 230 is configured to control the actuation of FMV 210 (for example, with the use of of a torque motor, not shown) to control the flow of fuel through the nozzle 125 in the combustor 120 (both shown in Figure 1). Controller 230 receives input signals from various components of the FMC 150 system to select the appropriate FMV 210 actuation. To select the appropriate FMV 210 actuation, the controller includes a processor 232 configured to implement a calibration model 234 that calibrates the input signals thereto as further described herein and outputs a calibrated signal to an actuation selector 236.

[017] O FMV 210 inclui pelo menos um sensor de FMV 212 (por exemplo, um transformador diferencial variável linear (LVDT)), configurado para detectar uma pressão de fluido de combustível através de FMV 210, que produz um sensor de sinal de saída de FMV 214 que tem características de saída. Especificamente, o sensor de sinal de saída de FMV 214 inclui características de saída de precisão baixa e largura de banda alta (isto é, resposta rápida).[017] The FMV 210 includes at least one FMV 212 sensor (for example, a linear variable differential transformer (LVDT)), configured to detect a fuel fluid pressure across FMV 210, which produces an output signal sensor. FMV 214 which has output characteristics. Specifically, the FMV 214 output signal sensor includes low precision output characteristics and high bandwidth (ie fast response).

[018] O FFM 220 inclui um sensor de FFM 222, configurado para detectar um fluxo de combustível em massa para estimar o consumo de combustível pelo núcleo do motor 112 (mostrado na Figura 1), que produz um sinal de saída de sensor de FFM 224 que tem características de saída. Especificamente, o sinal de saída de sensor de FFM 224 inclui características de precisão alta e largura de banda baixa (isto é, resposta lenta). O sinal de saída de sensor de FFM 224 inclui precisão de estado estável (por exemplo, viagem) de cerca de 1-3% de erro. Entretanto, o sinal de saída de sensor de FFM 224 não é apropriado para entrada direta para o seletor de atuação 236 devido a sua característica de resposta lenta.[018] FFM 220 includes an FFM sensor 222, configured to detect mass fuel flow to estimate fuel consumption by engine core 112 (shown in Figure 1), which produces an FFM sensor output signal. 224 which has output characteristics. Specifically, the FFM sensor output signal 224 includes features of high accuracy and low bandwidth (i.e. slow response). The FFM sensor output signal 224 includes steady state accuracy (e.g. travel) of about 1-3% error. However, the FFM sensor output signal 224 is not suitable for direct input to actuation selector 236 due to its slow response characteristic.

[019] Além disso, o sistema de FMC 150 inclui e/ou está em comunicação com um sistema de computador de controle de motor digital de autoridade completa (FADEC) 250. O FADEC 250 inclui uma memória não volátil 252.[019] In addition, the FMC 150 system includes and / or is in communication with a full authority digital motor control (FADEC) 250 computer system. The FADEC 250 includes a nonvolatile memory 252.

[020] No exemplo de realização, o sensor de sinal de saída de FMV 214 é calibrado durante a viagem da aeronave com o uso do sinal de saída de sensor de FFM 224, produzindo-se assim um sinal de saída de FMV calibrado 240. No exemplo de realização, o controlador 230 calibra continua e substancialmente o sensor de sinal de saída de FMV 214 durante a operação de viagem do sistema de FMC 150 com o uso do modelo de calibração 234. Consequentemente, o modelo de calibração 234 pode ser refinado continuamente ou em intervalos regulares, de modo que o modelo de calibração 234 seja atualizado. Os dados associados ao modelo de calibração 234 (“dados de calibração” 238) e/ou instruções para implantar o modelo de calibração 234 podem ser armazenados na memória 252. No evento de falha do FFM 220 e/ou do sensor de FFM 222 ou outra perda de sinal de saída de sensor de FFM 224 como entrada para o controlador 230, que pode de outro modo levar à perda de desempenho do motor ou margem de operabilidade, os dados de calibração 238 são recuperados a partir da memória 252 para facilitar implantação continuada do modelo de calibração 234. Consequentemente, a entrada continuada do sinal de saída de FMV calibrado 240 para o seletor de atuação 236 pode ser facilitada, por exemplo, até que o sensor de FFM 222 seja substituído. O sinal de saída de FMV calibrado 240 inclui uma característica de resposta de alta precisão, com uma precisão de cerca de 1% de erro, com base na calibração com o uso de sinal de saída de sensor de FFM 224, assim como uma característica de resposta rápida a partir do sensor de sinal de saída de FMV 214 (original, não calibrado), com uma largura de banda de 10+ Hz. Consequentemente, em algumas realizações, o sinal de saída de FMV calibrado 240 pode fornecer um sinal de controle de back-up à aeronave no evento de falha de FFM 220.[020] In the exemplary embodiment, the FMV output signal sensor 214 is calibrated during aircraft travel using the FFM sensor output signal 224, thereby producing a calibrated FMV output signal 240. In the exemplary embodiment, controller 230 continuously and substantially calibrates FMV output signal sensor 214 during travel operation of the FMC 150 system using calibration model 234. Accordingly, calibration model 234 may be refined. continuously or at regular intervals so that calibration model 234 is updated. Data associated with calibration model 234 (“calibration data” 238) and / or instructions for deploying calibration model 234 may be stored in memory 252. In the event of FFM 220 and / or FFM sensor 222 failure, or Another loss of FFM sensor output signal 224 as input to controller 230, which may otherwise lead to loss of engine performance or operating margin, calibration data 238 is retrieved from memory 252 for ease of deployment Continued input of calibration model 234. Consequently, continued input of the calibrated FMV output signal 240 to actuation selector 236 can be facilitated, for example, until the FFM sensor 222 is replaced. The calibrated FMV 240 output signal includes a high accuracy response characteristic with an accuracy of about 1% error based on calibration using the FFM 224 sensor output signal as well as a fast response from the FMV 214 output signal sensor (original, uncalibrated) with a bandwidth of 10+ Hz. Consequently, in some embodiments, the calibrated FMV output signal 240 may provide a control signal. back-up to the aircraft in the event of FFM 220 failure.

[021] Em realizações alternativas, o controlador 230 recebe entradas a partir de componentes adicionais (não mostrados), tais como um sensor de pressão de tubulação de bocal de combustível e/ou sensor de temperatura. Essas entradas podem funcionar como sinais de calibração suplementares para o sensor de sinal de saída de FMV 214 e/ou sinais de back-up para o sinal de saída de FMV calibrado 240, por exemplo, durante estágio de estado não estável de voo (por exemplo, decolagem), quando a característica de resposta lenta do sinal de saída de sensor de FFM 224 pode render um sinal de saída de sensor de FFM 224 menos útil como um sinal de calibração. O sinal de saída de FMV calibrado 240 pode, portanto, ter uma precisão de cerca de 2-3% de erro, por exemplo, durante condições de estado não estável (por exemplo, devido à variação de bocal de combustível & tolerância de sinal de pressão).[021] In alternative embodiments, the controller 230 receives inputs from additional components (not shown), such as a fuel nozzle piping pressure sensor and / or temperature sensor. These inputs may function as supplemental calibration signals for the FMV 214 output signal sensor and / or back-up signals for the calibrated FMV output signal 240, for example, during non-stable flight state stage (eg takeoff), when the slow response characteristic of the FFM 224 sensor output signal may yield a less useful FFM 224 sensor output signal as a calibration signal. The calibrated FMV output signal 240 can therefore have an accuracy of about 2-3% error, for example during unstable conditions (eg due to fuel nozzle variation & signal tolerance). pressure).

[022] Em algumas realizações, o modelo de calibração 234 pode implantar o desempenho de uma compensação de estado quase estado com o uso do sinal de saída de sensor de FFM 224 para refinar as estimações de precisão de pressão, tal como mudança de pressão ou estimações delta-p, ou estimações de temperatura, tal como temperatura de entrada de turbina, a partir do sensor de sinal de saída de FMV 214 (original, não calibrado). O refinamento do modelo de calibração 234 (por exemplo, por operação substancialmente contínua durante estados estáveis) não apenas facilita a estimação aprimorada do fluxo de combustível real no núcleo do motor 112 com o uso do sinal de saída de FMV calibrado 240, porém, também facilita fornecer um sinal fluxo de combustível transiente aprimorado para outros sistemas de controle ou monitoramento (por exemplo, para uma cabine de piloto para exibição para um piloto de uma aeronave). Portanto, a atuação aprimorada de FMV 210 pelo controlador 230 é facilitada, o que reduz as margens e aumenta a eficiência de combustível e desempenho do núcleo do motor 112. Adicionalmente, as margens de operabilidade (por exemplo, redução de estagnação, blowout, tempos transientes de impulso, tempos de partida) do núcleo do motor 112 podem ser aprimoradas. Reduzir tempos transientes de impulso (durante os quais o fluxo de combustível pode ser rapidamente reduzido) e aprimorar estimações delta-p pode facilitar adicionalmente impedir a queda de velocidade do eixo da turbina de baixa pressão 128. Conforme o modelo de calibração 234 é refinado, o controlador 230 (por exemplo, com o uso de processador 232) pode detectar mudanças rápidas ou inesperadas no sensor de sinal de saída de FMV 214, o que pode sinalizar falhas mecânicas, e o controlador 230 pode facilitar limitar o potencial para sobrevelocidade de motor (e potências eventos de mau funcionamento de controle de impulso de aeronave ), por exemplo, facilitando-se ações tal como fechamento das pás do estator de compressor 121. Além disso, o modelo de calibração 234 facilita o rastreamento ou o monitoramento da saúde (por exemplo, com o uso do processador 232) do bocal 125 ao longo do tempo, o que pode fornecer indicação prévia de entupimento do bocal 125 ou outra degradação.[022] In some embodiments, calibration model 234 can deploy near state state compensation performance using the FFM 224 sensor output signal to refine pressure accuracy estimates, such as pressure change or delta-p estimates, or temperature estimates, such as turbine inlet temperature, from the FMV 214 output signal sensor (original, uncalibrated). Refinement of calibration model 234 (for example, by substantially continuous operation during stable states) not only facilitates improved estimation of actual fuel flow in engine core 112 using the calibrated FMV output signal 240, but also It facilitates providing an improved transient fuel flow signal to other control or monitoring systems (for example, to a cockpit for display to an aircraft pilot). Therefore, enhanced performance of FMV 210 by controller 230 is facilitated, which reduces margins and increases fuel efficiency and engine core performance 112. In addition, operability margins (eg stagnation reduction, blowout times, pulse transients, starting times) of motor core 112 can be improved. Reducing transient impulse times (during which fuel flow can be rapidly reduced) and improving delta-p estimations can further facilitate preventing the low pressure turbine shaft shaft from slowing 128. As the calibration model 234 is refined, controller 230 (for example, using processor 232) can detect rapid or unexpected changes in the FMV 214 output signal sensor, which can signal mechanical failures, and controller 230 can make it easier to limit the potential for motor overspeed. (and potential aircraft impulse control malfunction events), for example by facilitating actions such as compressor stator blades closing 121. In addition, calibration model 234 facilitates health tracking or monitoring ( for example, using the nozzle 125 processor 232) over time, which may provide prior indication of nozzle 125 clogging or other deg radiation.

[023] Notavelmente, o sistema de FMC 150 descrito no presente documento funciona com o uso dos sensores existentes 212, 222 no conjunto de motor 100, isto é, sem a necessidade (nem, portanto, a despesa) de quaisquer sensores adicionais. Além disso, conforme o sistema de FMC 150 funciona com os sensores existentes 212, 222, o sistema de FMC 150 pode ser implantado em muitos tipos de motores de aeronave e/ou outros sistemas de motor (não mostrados). Deve ser entendido que a presente revelação não se limita às realizações especificamente descritas no presente documento, porém, que os ensinamentos no presente documento podem ser aplicáveis a sistemas de sensor adicionais, que incluem sistemas de sensor de pressão, sistema de sensor de temperatura, e quaisquer outros sistemas de sensor que têm mais de um sensor com sinais de saída que têm características diferentes desejadas.Notably, the FMC system 150 described herein operates using existing sensors 212, 222 in motor assembly 100, that is, without the need (and therefore not the expense) of any additional sensors. In addition, as the FMC 150 system works with existing sensors 212, 222, the FMC 150 system can be deployed on many types of aircraft engines and / or other engine systems (not shown). It is to be understood that the present disclosure is not limited to the embodiments specifically described herein, however, that the teachings herein may apply to additional sensor systems, including pressure sensor systems, temperature sensor system, and any other sensor systems that have more than one sensor with output signals that have different desired characteristics.

[024] Por exemplo, em uma realização alternativa, um sistema de controle de pressão implantado em um sistema de aeronave inclui dois sensores de pressão, um sensor de pressão de faixa alta e um sensor de pressão de faixa baixa. O sensor de pressão de faixa baixa produz um sinal de saída de faixa baixa que tem proteção sobre pressão e uma característica de sinal de saída de alta precisão (cerca de 0,5% de erro) a baixa pressão. O sensor de pressão de faixa alta produz um sinal de saída de faixa alta que tem precisão alta em condições de alta pressão, porém, características de saída de precisão baixa em condições de baixa pressão. Similar à calibração do sensor de sinal de saída de FMV 214 descrita acima, o sinal de saída de faixa baixa é usado para calibrar o sinal de saída de faixa alta durante a operação de um sistema de controle de pressão com o uso de um modelo de calibração. O modelo de calibração é armazenado em uma memória para recuperação posterior, por exemplo, mediante a perda do sinal de saída de faixa baixa.[024] For example, in an alternate embodiment, a pressure control system deployed in an aircraft system includes two pressure sensors, a high range pressure sensor and a low range pressure sensor. The low range pressure sensor produces a low range output signal that has pressure protection and a high precision output signal characteristic (about 0.5% error) at low pressure. The high range pressure sensor produces a high range output signal that has high accuracy under high pressure conditions, but low precision output characteristics under low pressure conditions. Similar to the calibration of the FMV 214 output signal sensor described above, the low range output signal is used to calibrate the high range output signal during operation of a pressure control system using a model of calibration. The calibration model is stored in memory for later retrieval, for example, by loss of the low range output signal.

[025] A Figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra um segundo exemplo de realização de modelo de calibração 234 do controlador 230 (ambos mostrados na Figura 2). Consequentemente, o modelo de calibração 234 é referido, em relação à realização ilustrada da Figura 3, como o modelo de calibração 234A. O modelo de calibração 234A é aplicável a qualquer número de sistemas de medição de parâmetro, não apenas à realização ilustrada do sistema de medição e controle de fluxo (FMC) 150 da Figura 2. Na realização ilustrada, o modelo de calibração 234A inclui pelo menos um filtro 302, 304 e pelo menos uma junção de soma 310, 312. Mais especificamente, o modelo de calibração 234A inclui o filtro de passa baixo 302 configurado para passar um sinal de largura de banda baixa e filtro opcional 304, conforme será descrito adicionalmente no presente documento. O modelo de calibração 234A é configurado para receber o primeiro sinal de saída de sensor 314 e o segundo sinal de saída de sensor 324 como sinais de entrada. O primeiro sinal de saída de sensor 314 inclui uma pluralidade de características de saída, uma ou mais das quais são deficientes para medir um parâmetro desejado, e uma ou mais das quais são adequadas para medir o parâmetro desejado. Por exemplo, o primeiro sinal de saída de sensor 314 pode ter características de largura de banda alta (isto é, resposta rápida) e precisão baixa (por exemplo, cerca de 5% erro). Em uma realização, o primeiro sinal de saída de sensor 314 inclui o sensor de sinal de saída de FMV 214 (mostrado na Figura 2). O primeiro sinal de saída de sensor 314 pode ser passado através do filtro de passa baixo 302, que é configurado para emitir um primeiro sinal filtrado 316 que tem uma característica de largura de banda baixa representativa de uma porção de estado estável (por exemplo, CC) do primeiro sinal de saída de sensor 314. Portanto, o filtro de passa baixo 302 pode ser substituído por um algoritmo de detecção de estado estável. Por exemplo, o algoritmo de detecção de estado estável pode ser configurado para detectar mudanças sobre um período predeterminado, ou taxas de mudança, em velocidades de rotor ou fluxo de combustível e identificar um “estado estável” (ou pseudoestado estável) quando tais mudanças estão abaixo de um valor de limite.Figure 3 is a block diagram illustrating a second example of calibration model 234 of controller 230 (both shown in Figure 2). Accordingly, calibration model 234 is referred to, in relation to the illustrated embodiment of Figure 3, as calibration model 234A. Calibration model 234A is applicable to any number of parameter measurement systems, not just the illustrated embodiment of the flow metering and control system (FMC) 150 of Figure 2. In the illustrated embodiment, calibration model 234A includes at least a filter 302, 304 and at least one sum junction 310, 312. More specifically, calibration model 234A includes the low pass filter 302 configured to pass a low bandwidth signal and optional filter 304 as will be further described. in this document. Calibration model 234A is configured to receive the first sensor output signal 314 and the second sensor output signal 324 as input signals. The first sensor output signal 314 includes a plurality of output characteristics, one or more of which is deficient to measure a desired parameter, and one or more of which is suitable for measuring the desired parameter. For example, the first sensor output signal 314 may have characteristics of high bandwidth (i.e. fast response) and low accuracy (eg, about 5% error). In one embodiment, the first sensor output signal 314 includes the FMV output signal sensor 214 (shown in Figure 2). The first sensor output signal 314 may be passed through the low pass filter 302, which is configured to output a first filtered signal 316 that has a low bandwidth characteristic representative of a steady state portion (e.g., CC ) of the first sensor output signal 314. Therefore, the low pass filter 302 can be replaced by a steady state detection algorithm. For example, the steady state detection algorithm may be configured to detect changes over a predetermined period, or rates of change, in rotor speeds or fuel flow, and to identify a “steady state” (or pseudo stable state) when such changes are occurring. below a threshold value.

[026] O segundo sinal de saída de sensor 324 inclui uma pluralidade de características de saída, uma ou mais das quais são deficientes para medir um parâmetro desejado, e uma ou mais das quais são adequadas para medir o parâmetro desejado. Por exemplo, o segundo sinal de saída de sensor 324 pode ter características de largura de banda baixa (isto é, resposta lenta) e precisão alta (por exemplo, cerca de 1% de erro). Em uma realização, o segundo sinal de saída de sensor 324 inclui o sinal de saída de sensor de FFM 224 (mostrado na Figura 2). O segundo sinal de saída de sensor 324 pode ser passado através do filtro opcional 304, que pode incluir um filtro para remover ruído do segundo sinal de saída de sensor 324. O segundo sinal de saída de sensor 324 pode altemativamente ser passado diretamente para a primeira junção de soma 310. A primeira junção de soma 310 realiza correção CC (estado estável) no primeiro sinal de saída de sensor 314 subtraindo-se o primeiro sinal filtrado 316 a partir do segundo sinal de saída de sensor 324, que deixa apenas correções de estado estável em um sinal de correção CC 318. A correção CC no sinal de correção CC 318, emitida a partir da primeira junção de soma 310, é passada para a segunda junção de soma 312. A segunda junção de soma 312 é configurada para calibrar o primeiro sinal de saída de sensor 314 com o uso do sinal de correção CC 318, que força uma concordância de estado estável entre o primeiro sinal de saída de sensor 314 e o segundo sinal de saída de sensor 324. A segunda junção de soma 312 emite o sinal calibrado 340 (que corresponde ao sinal de saída de FMV calibrado 240, mostrado na Figura 2) que tem tanto a(s) característica(s) desejada(s) do primeiro sinal de saída de sensor 314 quanto do segundo sinal de saída de sensor 324. Por exemplo, em uma realização, o sinal calibrado 340 inclui alta características de precisão e largura de banda alta, e é emitido para o seletor de atuação 236 (mostrado na Figura 2). A segunda junção de soma 312 é configurada para emitir os dados representativos da calibração (“dados de calibração” 338) para a memória 252 (mostrada na Figura 2) para armazenamento e/ou refinamento do modelo de calibração 234A. No evento de perda do segundo sinal de saída de sensor 324, a segunda junção de soma 312 é configurada para usar dados de calibração recuperados 338 para manter a calibração do primeiro sinal de saída de sensor 314.The second sensor output signal 324 includes a plurality of output characteristics, one or more of which are deficient to measure a desired parameter, and one or more of which are suitable for measuring the desired parameter. For example, the second sensor output signal 324 may have characteristics of low bandwidth (i.e. slow response) and high accuracy (e.g., about 1% error). In one embodiment, the second sensor output signal 324 includes the FFM sensor output signal 224 (shown in Figure 2). The second sensor output signal 324 may be passed through the optional filter 304, which may include a filter to remove noise from the second sensor output signal 324. The second sensor output signal 324 may alternatively be passed directly to the first sensor. sum junction 310. The first sum junction 310 performs DC correction (steady state) on the first sensor output signal 314 by subtracting the first filtered signal 316 from the second sensor output signal 324, which leaves only corrections. steady state on a DC correction signal 318. The DC correction on the DC correction signal 318 issued from the first sum junction 310 is passed to the second sum junction 312. The second sum junction 312 is configured to calibrate the first sensor output signal 314 using the DC correction signal 318, which forces a steady state agreement between the first sensor output signal 314 and the second output signal The second sum junction 312 outputs the calibrated signal 340 (which corresponds to the calibrated FMV output signal 240 shown in Figure 2) which has both the desired characteristic (s) of the first sensor output signal 314 as well as second sensor output signal 324. For example, in one embodiment, calibrated signal 340 includes high accuracy characteristics and high bandwidth, and is output to actuation selector 236 (shown in Figure 2). Second sum junction 312 is configured to output representative calibration data ("calibration data" 338) to memory 252 (shown in Figure 2) for storage and / or refinement of calibration model 234A. In the event of loss of the second sensor output signal 324, the second sum junction 312 is configured to use retrieved calibration data 338 to maintain the calibration of the first sensor output signal 314.

[027] A Figura 4 é um diagrama de blocos que ilustra um primeiro exemplo de realização de modelo de calibração 234 do controlador 230 (ambos mostrados na Figura 2). Consequentemente, o modelo de calibração 234 é referido, em relação à realização ilustrada da Figura 4, como o modelo de calibração 234B. O modelo de calibração 234B é aplicável a qualquer número de sistemas de medição de parâmetro, não apenas à realização ilustrada de sistema de medição e controle de fluxo (FMC) 150 da Figura 2. Na realização ilustrada, o modelo de calibração 234B inclui pelo menos um filtro 402, 404 e pelo menos uma junção de soma 410, 412. Mais especificamente, o modelo de calibração 234B inclui o filtro de passa baixo 402 configurado para passar um sinal de largura de banda baixa e o filtro opcional 404, conforme descrito adicionalmente no presente documento. Em uma realização alternativa, o filtro de passa baixo 402 pode ser substituído por um algoritmo de detecção de estado estável. O modelo de calibração 234B é configurado para receber o primeiro sinal de saída de sensor 414 e segundo sinal de saída de sensor 424 como sinais de entrada. O primeiro sinal de saída de sensor 414 inclui uma pluralidade de características de saída, uma ou mais das quais são deficientes para medir um parâmetro desejado, e uma ou mais das quais são adequadas para medir o parâmetro desejado. Por exemplo, o primeiro sinal de saída de sensor 414 pode ter características de largura de banda alta (isto é, resposta rápida) e precisão baixa (por exemplo, cerca de 5% de erro). Em uma realização, o primeiro sinal de saída de sensor 414 inclui o sensor de sinal de saída de FMV 214 (mostrado na Figura 2), e o parâmetro desejado a ser medido é o fluxo de combustível no núcleo do motor 112 (mostrado na Figura 1). O primeiro sinal de saída de sensor 414 pode ser passado através do filtro de passa baixo 402, que é configurado para emitir um primeiro sinal filtrado 416 que tem uma característica de largura de banda baixa estimada dinâmica. O primeiro sinal filtrado 416 fornece uma estimativa do segundo sinal de saída de sensor 424 (por exemplo, a partir de FFM 220, mostrado na Figura 2). O primeiro sinal de saída de sensor 414 é também passado diretamente para a primeira junção de soma 410, que consequentemente é configurada para receber o primeiro sinal filtrado 416 e o primeiro sinal de saída de sensor 414 como entrada para o mesmo. A primeira junção de soma 410 é configurada para subtrair primeiro o sinal filtrado 416 a partir do primeiro sinal de saída de sensor 414 e emitir um primeiro sinal de soma 418 indicativo do conteúdo dinâmico no primeiro sinal de saída de sensor 414.Figure 4 is a block diagram illustrating a first example of calibration model 234 of controller 230 (both shown in Figure 2). Accordingly, calibration model 234 is referred to, in relation to the illustrated embodiment of Figure 4, as calibration model 234B. Calibration model 234B is applicable to any number of parameter measurement systems, not just the illustrated flow measurement and control system (FMC) embodiment 150 of Figure 2. In the illustrated embodiment, the 234B calibration model includes at least a filter 402, 404 and at least one sum junction 410, 412. More specifically, calibration model 234B includes low pass filter 402 configured to pass a low bandwidth signal and optional filter 404 as further described. in this document. In an alternative embodiment, the low pass filter 402 may be replaced by a steady state detection algorithm. Calibration model 234B is configured to receive the first sensor output signal 414 and the second sensor output signal 424 as input signals. The first sensor output signal 414 includes a plurality of output characteristics, one or more of which is deficient to measure a desired parameter, and one or more of which is suitable for measuring the desired parameter. For example, the first sensor output signal 414 may have high bandwidth (i.e. fast response) and low accuracy characteristics (e.g., about 5% error). In one embodiment, the first sensor output signal 414 includes the FMV output signal sensor 214 (shown in Figure 2), and the desired parameter to be measured is engine core fuel flow 112 (shown in Figure 1). The first sensor output signal 414 may be passed through the low pass filter 402, which is configured to output a first filtered signal 416 which has a dynamic estimated low bandwidth characteristic. The first filtered signal 416 provides an estimate of the second sensor output signal 424 (e.g., from FFM 220, shown in Figure 2). The first sensor output signal 414 is also passed directly to the first sum junction 410, which is accordingly configured to receive the first filtered signal 416 and the first sensor output signal 414 as input to it. The first sum junction 410 is configured to first subtract the filtered signal 416 from the first sensor output signal 414 and output a first sum signal 418 indicative of the dynamic content in the first sensor output signal 414.

[028] O segundo sinal de saída de sensor 424 inclui uma pluralidade de características de saída, uma ou mais das quais são deficientes para medir um parâmetro desejado, e uma ou mais das quais são adequadas para medir o parâmetro desejado. Por exemplo, o segundo sinal de saída de sensor 424 pode ter características de largura de banda baixa (isto é, resposta lenta) e precisão alta (por exemplo, cerca de 1% de erro). Em uma realização, o segundo sinal de saída de sensor 424 inclui o sinal de saída de sensor de FFM 224 (mostrado na Figura 2). O segundo sinal de saída de sensor 424 pode ser passado através do filtro opcional 404, que pode incluir um filtro para remover ruído no segundo sinal de saída de sensor 424. O segundo sinal de saída de sensor 424 pode alternativamente ser passado diretamente para a segunda junção de soma 412. A segunda junção de soma 412 é configurada para calibrar o segundo sinal de saída de sensor 424 (que corresponde ao sinal de sensor de saída de FFM 224) com o uso do conteúdo dinâmico a partir de primeiro sinal de saída de sensor 414. A segunda junção de soma 412 emite o sinal calibrado 440 (que corresponde a, em uma realização, um sinal de sensor de saída de FFM dinamicamente corrigido 240) que tem tanto a(s) característica(s) desejada(s) do primeiro sinal de saída de sensor 414 quanto do segundo sinal de saída de sensor 424. Por exemplo, em uma realização, o sinal calibrado 440 inclui alta características de precisão e largura de banda alta, e é emitido para o seletor de atuação 236 (mostrado na Figura 2). A segunda junção de soma 412 é configurada para emitir os dados representativos da calibração (“dados de calibração” 438) para a memória 252 (mostrada na Figura 2) para armazenamento e/ou refinamento do modelo de calibração 234B. No evento de perda do segundo sinal de sensor de saída 424, a segunda junção de soma 412 é configurada para usar os dados de calibração recuperados 438 para manter a calibração do primeiro sinal de soma 418.The second sensor output signal 424 includes a plurality of output characteristics, one or more of which are deficient to measure a desired parameter, and one or more of which are suitable for measuring the desired parameter. For example, the second sensor output signal 424 may have characteristics of low bandwidth (i.e. slow response) and high accuracy (e.g., about 1% error). In one embodiment, the second sensor output signal 424 includes the FFM sensor output signal 224 (shown in Figure 2). The second sensor output signal 424 may be passed through the optional filter 404, which may include a filter to remove noise on the second sensor output signal 424. The second sensor output signal 424 may alternatively be passed directly to the second sensor. sum junction 412. The second sum junction 412 is configured to calibrate the second sensor output signal 424 (which corresponds to the FFM output sensor signal 224) using the dynamic content from the first output signal of sensor 414. The second sum junction 412 outputs the calibrated signal 440 (which corresponds in one embodiment to a dynamically corrected FFM output sensor signal 240) which has both the desired characteristic (s) of the first sensor output signal 414 and of the second sensor output signal 424. For example, in one embodiment, calibrated signal 440 includes high accuracy characteristics and high bandwidth, and is output to the select one. actuation r 236 (shown in Figure 2). Second sum junction 412 is configured to output representative calibration data ("calibration data" 438) to memory 252 (shown in Figure 2) for storage and / or refinement of calibration model 234B. In the event of loss of the second output sensor signal 424, the second sum junction 412 is configured to use the retrieved calibration data 438 to maintain the calibration of the first sum signal 418.

[029] Os sistemas descritos acima fornecem um método eficiente para utilizar características adequadas de diferentes sensores para produzir uma única saída calibrada com cada uma daquelas características adequadas, por exemplo, para medir um parâmetro particular. Especificamente, os sistemas descritos acima incluem pelo menos dois sensores, em que cada um tem pelo menos uma característica de saída de sinal adequada, e pelo menos um primeiro sensor dentre os dois sensores tem uma característica deficiente ou inadequada para o propósito desejado (por exemplo, medição de um parâmetro para o uso em um sistema de controle). Um segundo sensor dentre os dois sensores inclui uma característica adequada que pode ser usada para superar a característica deficiente do primeiro sensor. Portanto, um sinal de saída a partir do segundo sensor é usado para calibrar a saída a partir do primeiro sensor. Um terceiro sinal calibrado é produzido, que tem características adequadas de ambos os sinais de saída. Esse sinal calibrado não apenas é mais adequado para o propósito desejado, porém, a calibração do mesmo pode facilitar com o uso do sinal calibrado mesmo no evento de uma perda da saída de sensor a partir do segundo sensor, que aprimora a robustez do sistema. Realizando-se a calibração com o uso de um modelo de processador implantado, os sistemas descritos acima podem ser implantados em sistemas novos ou existentes, o que reduz a necessidade de sensores mais dispendiosos ou soluções alternativas de hardware.[029] The systems described above provide an efficient method for utilizing suitable characteristics of different sensors to produce a single calibrated output with each of those suitable characteristics, for example to measure a particular parameter. Specifically, the systems described above include at least two sensors, each of which has at least one suitable signal output characteristic, and at least one first sensor between the two sensors has a deficient or inadequate characteristic for the desired purpose (e.g. , measurement of a parameter for use in a control system). A second sensor between the two sensors includes a suitable feature that can be used to overcome the faulty feature of the first sensor. Therefore, an output signal from the second sensor is used to calibrate the output from the first sensor. A third calibrated signal is produced which has adequate characteristics of both output signals. Not only is this calibrated signal better suited for its intended purpose, but calibrating it can make it easier to use the calibrated signal even in the event of a loss of sensor output from the second sensor, which enhances system robustness. By calibrating using a deployed processor model, the systems described above can be deployed to new or existing systems, reducing the need for more expensive sensors or alternative hardware solutions.

[030] Realizações exemplificativas dos sistemas de medição de parâmetro e modelos de calibração de sensor são descritos acima em detalhes. Os sistemas de calibração e medição e métodos para operar tais sistemas e dispositivos de componente não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, porém, em vez disso, os componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes e/ou etapas descritos no presente documento. As realizações dos sistemas de medição de parâmetro e modelos de calibração de sensor podem ser usadas para uma variedade de aplicações, que incluem qualquer sistema que inclui dois ou mais sensores díspares com sinais de saída que tem características diferentes.[030] Exemplary realizations of parameter measurement systems and sensor calibration models are described in detail above. Calibration and measurement systems and methods for operating such component systems and devices are not limited to the specific embodiments described herein, but instead, system components and / or method steps may be used independently and separately from each other. other components and / or steps described herein. Parameter measurement system embodiments and sensor calibration models can be used for a variety of applications, including any system that includes two or more disparate sensors with output signals that have different characteristics.

[031] Embora funções específicas de várias realizações da revelação possam ser mostradas em alguns desenhos e não em outros, isso se dá somente a título de conveniência. De acordo com os princípios da revelação, qualquer função de um desenho pode ser mencionada e/ou reivindicada em combinação com qualquer função de qualquer outro desenho.Although specific functions of various embodiments of the revelation may be shown in some drawings and not in others, this is for convenience only. According to the principles of the disclosure, any function of a design may be mentioned and / or claimed in combination with any function of any other design.

[032] Essa descrição escrita usa exemplos para apresentar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para capacitar qualquer pessoa versada na técnica a praticar a invenção, inclusive a fazer e usar qualquer aparelho ou sistema, e a executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da revelação é definido através das reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem no interior do escopo das reivindicações se possuírem elementos estruturais que não os diferenciem a partir da linguagem literal das reivindicações, ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais a partir da linguagem literal das reivindicações.[032] This written description uses examples to present the invention, including the best mode, and also to enable anyone skilled in the art to practice the invention, including making and using any apparatus or system, and performing any embodied methods. The patentable scope of the disclosure is defined by the claims, and may include other examples occurring to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differentiate them from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal language of the claims.

Lista de Componentes Conjunto de motor......................................100 Eixo geométrico longitudinal ..........................111 Núcleo do motor........................................112 Seção de ventilador....................................114 Invólucro externo......................................116 Entrada anular.........................................118 Compressor intensificador..............................120 Compressor de alta pressão ............................121 Combustor..............................................122 Forro de combustão.....................................123 Bocal de combustível ..................................125 Turbina de alta pressão................................126 Eixo de acionamento....................................127 Turbina de baixa pressão...............................128 Eixo de acionamento....................................129 Bocal de escape........................................130 Sistema de medição e controle de combustível (FMC)....150 Válvula medidora de Combustível (FMV)..................210 Sensor de FMV..........................................212 Sinal de saída de sensor de FMV........................214 Medidor de fluxo de combustível (FFM)..................220 Sensor de FFM..........................................222 Sinal de saída de sensor de FFM........................224 Controlador............................................230 Processador............................................232 Modelo de calibração ...................................234 Primeiro exemplo de realização de modelo de calibração ..234A Segundo exemplo de realização de modelo de calibração 234BComponents List Engine Assembly .................................. 100 Longitudinal geometry axis .. ........................ 111 Engine core ...................... .................. 112 Fan section ............................ ........ 114 Outer casing ...................................... 116 Ring input ..................................... 118 Booster compressor .... ...................... 120 High pressure compressor ................... ......... 121 Combustion ....................................... ....... 122 Combustion lining ................................. 123 Nozzle Fuel pressure .............................. 125 High pressure turbine ......... ....................... 126 Drive shaft ....................... ............. 127 Low pressure turbine ......................... 128 Drive shaft ................................ 129 Exhaust nozzle ....... ................................. 130 Measurement and control system fuel control (FMC) .... 150 Fuel metering valve (FMV) .................. 210 FMV sensor .......... .............................. 212 FMV sensor output signal .......... .............. 214 Fuel Flow Meter (FFM) .................. 220 FFM Sensor ..... ..................................... 222 FFM sensor output signal ..... ................... 224 Controller ............................. ............... 230 Processor ................................. ........... 232 Calibration template ................................... 234 First Example of Calibration Model Realization ..234A Second Example of Calibration Model Realization 234B

Seletor de atuação .....................................236 Dados de calibração.....................................238 Sinal calibrado.........................................240 FADEC ..................................................250 Memória não volátil ....................................252 Filtro passa-baixa .....................................302 Filtro opcional ........................................304 Primeira junção de soma.................................310 Segunda junção de soma..................................312 Primeiro sinal de saída de sensor.......................314 Primeiro sinal filtrado.................................316 Sinal de correção de CC ................................318 Segundo sinal de saída de sensor........................324 Dados de calibração.....................................338 Sinal calibrado.........................................340 Filtro passa-baixa .....................................402 Filtro opcional ........................................404 Primeira junção de soma.................................410 Segunda junção de soma..................................412 Primeiro sinal de saída de sensor.......................414 Primeiro sinal filtrado.................................416 Primeiro sinal de soma..................................418 Segundo sinal de saída de sensor........................424 Dados de calibração.....................................438 Sinal calibrado.........................................440 ReivindicaçõesActuation selector ............................... 236 Calibration data ...... ............................... 238 Calibrated signal ................ ......................... 240 FADEC ....................... ....................... 250 Non-volatile memory ................... ................. 252 Low Pass Filter ............................ ......... 302 Optional filter ...................................... ..304 First Sum Join ................................. 310 Second Sum Join ..... ......................... 312 First sensor output signal .............. ......... 314 First filtered signal ............................. 316 Correction signal dc .............................. 318 Second sensor output signal ......... ............... 324 Calibration data ............................... ...... 338 Calibrated signal ......................................... 340 Low Pass Filter .......................... 402 Optional Filter ..... .. ............................. 404 First sum join ............ ...................... 410 Second sum join ........................ .......... 412 First sensor output signal ....................... 414 First filtered signal ...... ........................... 416 First plus sign .................. ................ 418 Second sensor output signal ............ 424 calibration ................................. 438 Calibrated signal ......... ................................ 440 Claims

Claims

MEASUREMENT SYSTEM characterized in that it comprises: a first sensor comprising a first output signal comprising a plurality of output characteristics, wherein at least one output characteristic of said plurality of output characteristics is deficient to measure a desired parameter and wherein at least one output characteristic is suitable for measuring the desired parameter; a second sensor comprising a second output signal comprising at least some of the plurality of output characteristics of said first output signal, wherein at least one deficient characteristic of said first output signal is suitable in said second output signal. output to measure the desired parameter; and a processor communicatively coupled to a memory device, wherein said processor is programmed to calibrate said first output signal from said first sensor using said second output signal from said second sensor to generate a third output signal. comprising at least one suitable feature of said first output signal and at least one suitable feature of said second output signal.

SYSTEM according to Claim 1, characterized in that the desired parameter comprises at least one of a flow, a temperature and a pressure.

A system according to claim 1, characterized in that at least one of said first and said second sensors is incorporated into a virtual sensor.

A system according to claim 1, characterized in that said plurality of output characteristics include a sensor bandwidth, a sensor accuracy, a sensor repeatability, a sensor resolution and a sensor sensitivity. .

A system according to claim 1, characterized in that said first sensor comprises a fuel metering valve (FMV) sensor and said second sensor comprises a fuel flow meter (FFM) sensor.

A system according to claim 5, characterized in that the at least one defective feature of said first output signal of said FMV sensor comprises low sensor accuracy and at least one suitable feature comprises bandwidth. high sensor.

A system according to claim 1, characterized in that said processor is further programmed to store calibration data representative of the calibration of said first output signal in the memory device.

A system according to claim 7, characterized in that said processor is further programmed to use the calibration data to calibrate said first output signal upon loss of said second output signal from said second one. sensor.

A method for enhancing sensor accuracy comprising: receiving a first output signal from a first sensor configured to measure a first parameter, wherein the first output signal is defined by a relatively high accuracy and a relatively low bandwidth; receiving a second output signal from a second sensor configured to measure the first parameter, wherein the second output signal is defined by relatively high bandwidth and relatively low accuracy; calibrating the second output signal from the second sensor using the first output signal from the first sensor; and generating a third output signal using the second calibrated output signal, wherein the third output signal is defined by relatively high accuracy and relatively high bandwidth for the first parameter.

Method according to claim 9, characterized in that it further comprises generating at least one of the first output signal and the second output signal from a virtual sensor configured to receive one or more signals associated with the parameters. at measured locations to generate an output signal to an unmeasured location.

Method according to claim 10, characterized in that generating at least one of the first output signal and the second output signal from a virtual sensor comprises generating an electronic model of a system including at least one of the first sensor and the second sensor and the unmeasured location.

Method according to claim 9, characterized in that calibrating the second output signal from a second sensor using the first output signal from the first sensor further comprises generating at least one of a constant. calibration curve and a calibration curve.

Method according to claim 12, characterized in that it further comprises storing at least one of a calibration constant and a calibration curve in a memory device.

Method according to claim 12, characterized in that it further comprises calibrating the second output signal using at least one of a calibration constant and a calibration curve when the first output signal is unavailable.

Method according to claim 9, characterized in that generating at least one of the first output signal and the second output signal from a virtual sensor comprises generating the first output signal from a sensor. fuel flow meter (FFM) and the second output signal from a fuel metering valve (FMV) sensor.

16. TURBOFAN ENGINE characterized by the fact that it comprises: an engine core that includes a multistage compressor; a fan powered by a gas-driven power turbine generated in said motor core; a fan bypass duct that at least partially surrounds said motor core and said fan; a flow measurement and control system (FMC) comprising: a first sensor comprising a first output signal comprising a plurality of output characteristics, wherein at least one output characteristic of said plurality of output characteristics is deficient for measuring a desired parameter and wherein at least one output characteristic is suitable for measuring the desired parameter; a second sensor comprising a second output signal comprising at least some of said plurality of output characteristics of said first output signal, wherein the at least one deficient characteristic of said first sensor is suitable in said second sensor for measuring the desired parameter; and a controller configured to control the actuation of a fuel metering valve (FMV) to control the fuel flow to said engine core, said controller comprising a processor communicatively coupled to a memory device, said programmed processor for calibrating said first output signal of said first sensor using said second output signal of said second sensor to generate a third output signal comprising at least one suitable feature of said first output signal and at least a suitable feature of said second output signal.

TURBOFAN ENGINE according to claim 16, characterized in that said first sensor comprises an FMV sensor and said second sensor comprises a fuel flow meter (FFM) sensor.

TURBOFAN ENGINE according to claim 17, characterized in that the at least one defective feature of said first output signal of said FMV sensor comprises low sensor accuracy and at least one suitable feature comprises bandwidth. high sensor.

TURBOFAN ENGINE according to claim 18, characterized in that said processor is further programmed to store calibration data representative of the calibration of said first output signal in the memory device.

TURBOFAN ENGINE according to claim 19, characterized in that said processor is further programmed to retrieve calibration data from the memory device upon loss of said second output signal from said FFM sensor to maintain calibration of said first output signal from said FMV sensor.