Tu-bin đo lưu lượng – hệ thống máy bay không người lái ứng dụng dòng HS 

Việc kiểm tra cục bộ những thành phần thủy lực và khí nén đã lắp đặt trên máy bay, tên lửa và các máy móc trên không không người lái thì mang tính quan trọng để đảm bảo sự phù hợp cho chuyến bay. Có hay không nó là một máy bơm thủy lực hay van, việc đo lường chính xác lưu lượng giúp xác định hoạt động của hệ thống
Nền tảng
Thị trường hàng không vũ trụ khắt khe ngày nay, đòi hỏi việc thực hiện những hệ thống điều khiển chất lượng rất tỉ mỉ trong chính quá trình sản xuất để sản phẩm cuối cùng đạt được chính những tiêu chuẩn quốc tế đã đặt ra. Cho ví dụ, nhà sản xuất các bộ phận khí nén và thủy lực bên trong máy bay, hay trong các trang bị phòng thủ tự vệ hay hàng không khác bị đối mặt với không chỉ những tiêu chuẩn của quân sự và chính quyền, mà ngoài ra còn những tiêu chuẩn hợp tác công nghiệp như là chương trình cấp phép cho các nhà thầu trong phòng thủ hàng không quốc gia (NADCAP). Đích đến của những tiêu chuẩn đó như là ISO 9000 và NADCAP là để phát triển các chương trình chất lượng cơ bản mà cung cấp những sự cải tiến liên tục tập trung vào việc ngăn chặn lỗi cũng như giảm thiểu lãng phí và các sự biến động.

Yêu cầu đối với các nhà sản xuất

Mối đe dọa đối với mạng sống con người vốn gắn liền với tai nạn máy bay phải là sự cân nhắc quan trọng cho tất cả các nhà cung cấp trang bị hàng không. Tác nhân đe dọa đó nghĩa là sự tin cậy của tất cả những hệ thống sử dụng để điều khiển máy bay phải được ưu tiên cao.
Những nhà sản xuất các bộ phận máy bay sử dụng những khu vực kiểm tra thủy lực và khí nén để kiểm tra 100% chứng nhận hoạt động và tính tin cậy trên toàn phạm vi ngõ vào của những bộ phận. Mỗi thành phần phải vượt qua những thủ tục kiểm tra khắt khe trước khi đến tay những khách hàng “thượng đế”. Quá trình xem xét kỹ lưỡng thông qua việc kiểm tra mẫu không phải là một tùy chọn như một sản phẩm trách nhiệm pháp lý cao.
Những nhà thiết kế trang bị hàng không ngoài ra cũng đang phát triển những hệ thống có hiệu quả cao hơn để dáp ứng yêu cầu gia tăng tính cạnh tranh trong công nghiệp. Việc cải tiến các thiết kế thường bao gồm sự xem xét lại chính hệ thống thủy lực, trong khi những kỹ sư cố gắng tìm kiếm những phương tiện mang lại hiệu quả cao hơn cho việc truyền năng lượng. Việc tập trung vào giảm kích cỡ của các bộ phận thủy lực hay năng lượng tập trung vào trong những gói có kích thước nhỏ hơn ngày càng gia tăng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng áp suất hoạt động cao hơn.
Trong suốt chính cài mẫu nền của một chiếc trực thăng mới, cho ví dụ, những nhà sản xuất linh kiện có thể cần phải kiểm tra hoạt động của vòi phun hay máy bơm. Việc đo lường lưu lượng không chỉ cần phải cực kì chính xác mà dữ liệu còn phải được cung cấp trên căn cứ thời gian thực. Một khi dữ liệu lưu lượng được thu thập, nhà sản xuất sẽ tạo ra những thay đổi cần thiết, luôn giữ cho máy bay luôn trong trạng thái cho phép hoạt động như đã quy định.

Những yêu cầu kiểm tra phổ biến

Những bộ phận thủy lực dự kiến cho máy bay thương mại và quân sự thì được thiết kế đặc biệt cho độ tin cậy và mật độ công suất tối đa. Bởi vì việc bảo trì sơ sài thì nghiêm trọng đối với tất cả các loại máy bay, những nhà chế tạo bộ phận thủy lực luôn liên tục tìm kiếm để tối ưu hóa những hệ thống và sản phẩm sẵn có, cũng như quá trình sản xuất.

Mặc dù mỗi bộ phận của một hệ thống thủy lực sẽ trải qua việc kiểm tra nghiêm ngặt, van, máy bơm, và các cơ cấu chấp hành được xem xét đặc biệt kỹ lưỡng. Việc đo lường lưu lượng chất lỏng được sử dụng rộng rãi như quá trình tinh chỉnh để giám sát việc gia công cơ khí và và sự lắp ráp các thành phần thủy lực để đạt được đặc điểm lưu lượng mong muốn.
Hầu hết các khu vực kiểm tra thủy lực được chỉ định kiểm tra một hoặc một bộ thiết bị thủy lực giới hạn. Những thành phần này, hoạt động một cách đặc thù trong cả chế độ bán tự động và tự động hoàn toàn, bao gồm một phòng với những thiết bị điều chỉnh lưu lượng vá áp suất, ống xả, và những thành phần liên kết đến chính đơn vị kiểm tra bên dưới. Một hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu bằng máy tính, cùng với một bộ cảm biến đầy đủ cho phép khu vực kiểm tra thực hiện những bài kiểm tra khác nhau
Hầu hết kỹ thuật được sữ dụng rộng rãi cho việc đo lường sự rò rỉ chính xác của các bộ phận máy bay là để liên kết một đầu cuối của xy-lanh thủy lực đến bộ phận kiểm tra bên dưới, còn đầu cuối khác thì đến nguồn áp suất. Nếu bất kì chất lỏng vào rò khỏi đơn vị kiểm tra bên dưới, chất lỏng đi vào từ xy-lanh sẽ thay thế nó, và pittong sẽ di chuyển. Bởi vậy, chuyển động của pittong trên khoảng thời gian đã biết là sự đo lường tỉ lệ rò.

Công nghệ đo lường lưu lượng mới nhất

Đối với những ứng dụng của khu vực kiểm tra yêu cầu độ chính xác đo lường lưu lượng tốt nhất sẵn có với chính những lợi ích của độ phân giải cao và đáp ứng linh động, đã được chứng minh độ tin cậy và kích cỡ nhỏ gọn, thiết bị đo lường lưu lượng tua-bin chính xác là một cảm biến lưu lượng được lựa chọn. Chính độ phận giải cao của tua bin đo lường khiến nó trở nên thật lý tưởng trong việc phát hiện rò rỉ trong hệ thống chất lỏng của máy bay. Với độ phân giải đến 48,000 ppg (xung trên gal ) cho những tu-bin nhỏ, do đó lưu lượng dòng chảy nhỏ cũng có thể được phát hiện.
Một máy đo lưu lượng tu-bin đi cặp với một máy tính lưu lượng có thể được sử dụng để đo lường lưu lượng chất lỏng thủy lực thông qua một thành phần dưới sự thay đổi của điều kiện. Những bài kiểm tra bao gồm nhiều loại dầu thủy lực, mỗi đặc điểm kỹ thuật có sự liên quan đến nhiệt độ áp suất và độ nhớt.
Những thiết bị đo lưu lượng tu-bin đều dựa trên một sự chứng minh về công nghệ đo lường chính xác cao, cung cấp bởi những đầu ra số khác biệt đáng tin cậy. Những thiết bị đo lưu lượng này kết hợp chặt chẽ với một tubin kiểu treo tự do được quay bởi dòng chất lỏng (nước hoặc nhiên liệu) thông qua chính phần thân thiết bị đo.
Bởi vì lối đi của lưu dòng chảy thì cố định, do đó tốc độ quay của roto biểu thị đúng tốc độ lưu lượng thể tích. Chính quá trình xoay sẽ sản sinh ra một dãy xung điện, được hiểu bởi đầu đọc định vị trực tiếp bên ngoài phía trên roto. Chính tần số của xung điện này có thể chuyển thành một dòng điện hay điện áp liên tục hay có thể được hiển thị như gpm, lb/hr, cfm hay trong các đơn vị kỹ thuật khác.
Chính thời gian đáp ứng từ 2 tới 3 ms đặc trưng của thiết bị đo lưu lượng tua – bin này mang lại sự cập nhật nhanh chóng tốc độ chảy. Hơn thế nữa, quá trình tính toán được tiến hành trong sự liên kết với nhiệt độ thời gian thực, áp suất, độ nhớt và giá trị mật độ – thích hợp với ngõ ra đóng vai trò như tốc độ lưu lượng, khối lượng
Thiết bị đo lưu lượng tu-bin cũng có một phạm vi đo lường tương đối cao, với phạm vi tuyến tính 10:1 và phạm vi có thể diễn ra được lên tới 100:1. Khả năng này cho phép một thiết bị đo tubine riêng lẻ có thể thay thế nhiều thiết bị đo có phạm vi đo lường thấp hơn và có thể giảm chi phí đáng kể trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và đo lường tổng thể trên một phạm vi lưu lượng lớn.
Không giống như những công nghệ cảm biến lưu lượng khác, thiết bị đo lưu lượng tu-bin thì tương thích với những thiết bị điện tử từ xa. Ngoài ra, khi kết hợp với thiết bị thu biến điện khả nhiệt và thiết bị khuyếch đại, thiết bị đo lưu lượng tu-bin có thể được đặt trong các khu vực hướng vào nhiệt độ khắc nghiệt. Trong thiết lập này, thiết bị điện thu thập dữ liệu được định vị an toàn ở một nơi nào đó.

Độ chính xác của dữ liệu

Phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác và những điều kiện lưu lượng, kĩ thuật cân chỉnh thiết bị đo lường lưu lượng sơ cấp có thể đáp ứng độc lập các yêu cầu ứng dụng. Khi độ chính xác cần tới chỉ số ±0.012%, những thiết bị điện tử lưu lượng cao cấp cùng với kỹ thuật cân chỉnh có thể được sử dụng để cung cấp những ngõ ra lưu lượng khối lượng phỏng đoán hay thể tích. Chính sự kết hợp của thiết bị đo lưu lượng tu-bin chính xác và thiết bị điện tử cao cấp cung cấp một giải pháp đo lường lưu lượng lưỡng hướng trong việc kiểm tra thủy lực và khí nén. Hoạt động đo lường lưu lượng được tối ưu bởi việc bù sự thay đổi độ nhớt bởi sự dao động nhiệt độ hoạt động xung quanh chất lỏng, cái tác động chính xác dữ liệu lưu lượng chất lỏng.
Trong những ứng dụng mảng kiểm tra thủy lực, thiết bị đo lưu lượng tu-bin với một sự cân chỉnh đường cong độ nhớt lưỡng hướng vạn năng có thể được trang bị với thiết bị thu biến cho việc xác định chiều dòng chảy và cảm biết nhiệt độ.., thiết bị đo lưu lượng tu-bin có thể đi kèm với máy tính lưu lượng, thực hiện chức năng tuyến tính hóa và bù nhiệt độ để đảm bảo sự chính xác cao trên toàn phạm vi đo của thiết bị. Những đơn vị điện tử có thể được cấu hình để hiển thị thể tích hay khối lượng cùng với sự bù nhiễu cho sự biến đổi độ nhớt trong chất lỏng và mật độ đối với nhiệt độ. Máy tính lưu lượng làm đơn giản hóa các thủ tục kiểm tra bằng cách lưu giữ bộ nhớt đối lập với nhiệt độ và dữ liệu mật độ cho nhiều lưu chất – tiết kiệm thời gian để nâng cao năng suất.
Để chỉnh sửa sự thay đổi độ nhớt trong lưu chất thủy lực, chính mối quan hệ của độ nhớt đối lập với nhiệt độ trong lưu chất và tầm nhiệt độ hoạt động của quá trình đo lường phải được biết. Với phạm vi độ nhớt động học hoạt động đã biết, thiết bị đo lưu lượng tu-bin được hiệu chỉnh tại nhiều phạm vi hoạt động mở rộng độ nhớt. Thiết bị đo lưu lượng sẽ yêu cầu sự cân chỉnh cho mỗi hệ số mười khi có sự thay đổi độ nhớt.