专利摘要

本发明提供了一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，主要包括电子压力扫描阀、压力采集控制模块、背压装置和绝压传感器；背压装置为电子压力扫描阀7和8提供参考压力；绝压传感器采集背压装置的压力，电子压力扫描阀的输出信号至压力采集控制模块；所述背压装置由绝压传感器接嘴、背压装置筒和不透钢管组成；背压装置筒里面密封一个当地大气压或抽成真空；绝压传感器接嘴一端连接背压装置筒，另一端连接绝压传感器；不锈钢管一端连接背压装置筒，另一端通过测压管路连接到电子压力扫描阀。本发明体积小，重量轻、精度高，有助于提高有效载荷在飞行器结构中所占比重，为高超声速自主飞行提供一种有效的压力测量手段。

权利要求

1.一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，主要包括电子压力扫描阀(7、8)、压力采集控制模块(6)、背压装置(4)和绝压传感器(5)；背压装置(4)为电子压力扫描阀(7、8)提供参考压力；绝压传感器(5)采集背压装置(4)的压力，电子压力扫描阀(7、8)的输出信号至压力采集控制模块(6)；

所述背压装置(4)由绝压传感器接嘴(1)、背压装置筒(2)和连接管(3)组成；背压装置筒(2)里面密封一个当地大气压或抽成真空；绝压传感器接嘴(1)一端连接背压装置筒(2)，另一端连接绝压传感器(5)；连接管(3)一端连接背压装置筒(2)，另一端通过测压管路连接到电子压力扫描阀(7、8)。

2.如权利要求1所述的一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，其特征在于所述压力采集控制模块(6)由数据采集、扫描模块控制、数据处理功能模块和数据通讯功能模块组成；

所述数据采集功能模块完成电子压力扫描阀(7、8)模拟信号的整形滤波及A/D转换数字化以及输入到存储器功能；

所述数据处理功能模块完成数据温度补偿、环境压力修正功能；

所述扫描模块控制功能模块根据时序，输出对电子压力扫描阀(7、8)的控制信号，采集电子压力扫描阀(7、8)各通道的压力数据；

所述数据通讯功能模块完成数据帧的形成及按要求的波特率对串口进行数据传送。

3.如权利要求1所述的一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，其特征在于所述电子压力扫描阀(7、8)为ESP-64HD。

说明书

技术领域

本发明涉及航天遥测遥感领域，特别地，涉及一种机载超燃冲压发动机压力测量系统。

背景技术

在航天领域主要用于宇宙飞船和航天飞行器的姿态控制、高速飞行器、喷气发动机、火箭、卫星等耐热腔体和表面各部分压力的测量，其性能由测量范围、测量精度、非线性和工作温度来决定。

航天领域工作环境比较恶劣，通常包括热侵蚀，主要指高温环境；机械侵蚀，主要指高负荷、振动和冲击等；化学侵蚀，主要指有腐蚀媒介的环境等。

随着测量技术的飞速发展，高精度流体动力学测试对压力测量系统提出了更高的要求，要求压力测量系统具有良好的动态特性，能够实时获取发动机内压力的剧烈变化趋势。为了不影响流场状态，提高测量精度，还需要压力测量系统具有极小的外形，能够同时对发动机壁面多通路压力测点压力同步进行采集。

而目前应用在航天领域的压力测量系统体积普遍过于庞大，不利于一体化集成，或不能满足多点同步测量的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，该系统体积小，重量轻，有助于提高有效载荷在飞行器结构中所占比重，为高超声速自主飞行提供一种有效的压力测量手段。

本发明一种机载超燃冲压发动机压力测量系统，主要包括电子压力扫描阀、压力采集控制模块6、背压装置4和绝压传感器5；背压装置4为电子压力扫描阀提供参考压力；绝压传感器5采集背压装置4的压力，电子压力扫描阀的输出信号至压力采集控制模块6；

所述背压装置4由绝压传感器接嘴1、背压装置筒2和连接管3组成；背压装置筒2里面密封一个当地大气压或抽成真空；绝压传感器接嘴1一端连接背压装置筒2，另一端连接绝压传感器5；连接管3一端连接背压装置筒2，另一端通过测压管路连接到电子压力扫描阀。

进一步，所述压力采集控制模块6由数据采集、扫描模块控制和数据通讯等功能模块组成；

所述数据采集功能模块完成电子压力扫描阀模拟信号的整形滤波及A/D转换数字化以及输入到存储器等功能；

所述扫描模块控制功能模块根据时序，输出对电子压力扫描阀的控制信号，采集电子压力扫描阀各通道的压力数据；

所述数据通讯功能模块完成数据帧的形成及按要求的波特率对串口进行数据传送。

优选的，所述电子压力扫描阀为ESP-64HD。

本发明的优点在于：系统小型化、重量轻，多点同步测量，提高了有效载荷所占比重，同时压力测量精度高(≤0.5％)，能经受住低空级间分离、高动态整流罩分离和高超声速自主飞行环境的考核。

附图说明

图1一体化集成的压力测量系统示意图。

图2背压装置结构示意图。

图3压力采集控制模块功能实现框图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作详细的描述。

该系统主要包括第一电子压力扫描阀7、第二电子压力扫描阀8、压力采集控制模块6、背压装置4和绝压传感器5，结构示意图如图1所示。第一电子压力扫描阀7和第二电子压力扫描阀8分别采集发动机进气道和燃烧室的流道压力；背压装置4为电子压力扫描阀提供参考压力；绝压传感器5采集背压装置4的压力，所有的采集信号进入压力采集控制模块6，进行信号处理。

电子压力扫描阀7和8为多通道高精度微型电子压力扫描阀，如ESP-64HD，由64个硅压阻式压力传感器阵列和一个温度传感器组成，具有数字温度补偿和环境压力修正功能。

背压装置4主要为电子压力扫描阀7和8提供参考压力，减少环境压力变化对测量数据的影响，背压装置4被抽成真空后环境变化的影响可减至最小，结构示意图如图2所示，主要由绝压传感器接嘴1、背压装置筒2和不透钢管3组成。其中背压装置筒2里面密封一个当地大气压或抽成真空；绝压传感器接嘴1一端连接背压装置筒2，另一端连接绝压传感器5，用来测量背压装置筒内气体的压强；不锈钢管3一端连接背压装置筒2，另一端通过测压管路连接到电子压力扫描阀7和8，给电子压力扫描阀7和8提供参考压力。在1个当地大气压力状态下，当环境温度由20℃变化到70℃时，压力变化为17％，约17kPa，对采集精度影响很小。用绝对压力传感器的数据去修正各压力数据，可得到准确的压力。为简化系统、降低操作难度，背压装置4一般采用密封一个当地大气压的措施。

若抽成真空，当环境温度由20℃变化到70℃时，压力变化基本为零，采集精度高，但抽成真空操作麻烦。

绝压传感器5与背压装置4连接，实时修正电子压力扫描阀7和8各通道压力数据，提高测量精度。

压力采集控制模块6采用铝合金材料一次性成模制作而成，具有重量轻、机械强度高的优点。压力采集控制模块6的尺寸为114×80×38mm，重量为0.8kg，体积小、重量轻。

压力采集控制模块6由数据采集、扫描模块控制、数据处理和数据通讯等功能模块组成，其具体实现框图如图3所示。

数据采集功能模块完成电子压力扫描阀7和8模拟信号的整形滤波及A/D转换数字化以及输入到存储器等功能；

滤波选择压控电压源型VCVS型有源滤波器。整个带通滤波器分别由两级二阶巴特沃斯(Butterworth)低通和高通滤波器级联组成。

A/D转换器选择MAX1166是美国MAXIM公司生产的逐次逼近型16位低功耗模数转换器，该转换器内带4.096V精密参考源，同时具有并行数据输出接口。

扫描模块控制功能模块根据时序，输出对电子压力扫描阀7和8的控制信号，采集电子压力扫描阀7和8各通道的压力数据；

采用一个主时钟10M分频得到一系列的时钟信号，包括数字信号处理器时钟10MHz，A/D工作时钟10MHz，采样时钟50KHz和更新时钟20Hz。

数据处理功能模块完成数据温度补偿、环境压力修正等功能；

电子压力扫描阀内部有温度传感器，根据同样的压力信号在不同的温度下对应的压力数据进行标定，把测得的压力数据乘上相应的标定系数，，可获得更加准确的压力数据。

电子压力扫描阀的压力采集数据去掉背压装置4提供参考压力数据，可得到准确的压力。

数据通讯功能模块完成数据帧的形成及按要求的波特率对串口进行数据传送。通过RS-422接口与遥测系统的采编器进行串行通讯，将采集的压力数据送至地面遥测站。

由于高超声速飞行器向压力采集控制模块6提供的电源为DC27±4V，利用一个DC/DC电源转换模块给电子压力扫描阀7和8提供±12V、+15V和+5V的电源，其中+15V电源供常规压力传感器使用，+5V电源供压力和温度传感器使用。

本发明能够在较小的体积内集成压力测量系统，提高了有效载荷所占比重，重量轻，实现了多点同步测量，同时具有较高的压力测量精度(≤0.5％)，能经受住低空级间分离、高动压整流罩分离和高超声速自主飞行环境条件的考核。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种机载超燃冲压发动机压力测量系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。