JPS6029819B2 - ガスタ−ビン機関のサ−ジ検出回路 - Google Patents
ガスタ−ビン機関のサ−ジ検出回路Info
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- JPS6029819B2 JPS6029819B2 JP57226469A JP22646982A JPS6029819B2 JP S6029819 B2 JPS6029819 B2 JP S6029819B2 JP 57226469 A JP57226469 A JP 57226469A JP 22646982 A JP22646982 A JP 22646982A JP S6029819 B2 JPS6029819 B2 JP S6029819B2
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
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- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/09—Purpose of the control system to cope with emergencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービン期間のサージ検出装置に関する
ものである。
ものである。
ガスタービン期間においては、エンジン圧縮機を通る空
気流に故障があると、サージが生ずる。
気流に故障があると、サージが生ずる。
このような状態では空気が燃料混合物の燃焼を充分弱め
ることができない。したがって、燃料供給を減少させな
い限り、爆発が生ずる。このため、燃料供給を減少させ
るためには、サージを出来るだけ早く検出することが必
要である。従来のサージ検出方法には、エンジンの圧縮
磯部分(又はその他の部分)で圧力感知器を使用してサ
ージを表す圧力増加を感知する方法がある。
ることができない。したがって、燃料供給を減少させな
い限り、爆発が生ずる。このため、燃料供給を減少させ
るためには、サージを出来るだけ早く検出することが必
要である。従来のサージ検出方法には、エンジンの圧縮
磯部分(又はその他の部分)で圧力感知器を使用してサ
ージを表す圧力増加を感知する方法がある。
サージが生ずる状態では、エンジン燃焼器から排出され
るガスの温度が上昇し「 このためタービン期間の温度
が著しく急速に上昇することが知られている。しかしな
がら、従来/fィロメ−タ等でタービンの温度を利用し
てサージの発生を検出することは、次の理由から実用的
でないとされていた。即ち、パィロメータ信号は、実際
上燃焼器からの高温の不燃焼粒子によって生ずる高レベ
ルのスパイクを含んでいて、しかも真の信号を取り出す
手段がサージを充分早く検出できる程早い応答性をもっ
ていないためである。本発明は、高温の不燃焼粒子に基
因するパィロメータの出力信号におけるスパイクと、サ
ージを表す出力信号の上昇とを充分な速さで識別できる
という本発明者による発見に基づいている。本発明によ
れば、ガスタービン期間のタービン温度を表すパィロメ
ータ出力信号から、機関内のサージを検出する回路は、
パイロメータ出力信号を受けてこの出力信号が所定のレ
ベル超える時に出力信号を生ずるレベル検出器と、この
レベル検出器の出力信号をうけて、この出力信号が所定
期間以上継続した時に出力信号を発生する期間検出器と
をそなえ、前記所定のレベルおよび所定の期間は、期間
検出器の出力信号がパィロメー夕の出力信号におけるに
せの高レベルには応答せず、エンジン内のサージを示す
ように調節されている。タービン機関の温度を表わすパ
ィロメータ出力信号からガスタービン機関のサージを検
出する回路を、以下添附図耐こ示す実施側こついて説明
する。第1図において、公知の形式のパィロメータ2は
、ガスタービン機関(図示せず)の高圧タービンの温度
を表す電気出力信号を発生する。
るガスの温度が上昇し「 このためタービン期間の温度
が著しく急速に上昇することが知られている。しかしな
がら、従来/fィロメ−タ等でタービンの温度を利用し
てサージの発生を検出することは、次の理由から実用的
でないとされていた。即ち、パィロメータ信号は、実際
上燃焼器からの高温の不燃焼粒子によって生ずる高レベ
ルのスパイクを含んでいて、しかも真の信号を取り出す
手段がサージを充分早く検出できる程早い応答性をもっ
ていないためである。本発明は、高温の不燃焼粒子に基
因するパィロメータの出力信号におけるスパイクと、サ
ージを表す出力信号の上昇とを充分な速さで識別できる
という本発明者による発見に基づいている。本発明によ
れば、ガスタービン期間のタービン温度を表すパィロメ
ータ出力信号から、機関内のサージを検出する回路は、
パイロメータ出力信号を受けてこの出力信号が所定のレ
ベル超える時に出力信号を生ずるレベル検出器と、この
レベル検出器の出力信号をうけて、この出力信号が所定
期間以上継続した時に出力信号を発生する期間検出器と
をそなえ、前記所定のレベルおよび所定の期間は、期間
検出器の出力信号がパィロメー夕の出力信号におけるに
せの高レベルには応答せず、エンジン内のサージを示す
ように調節されている。タービン機関の温度を表わすパ
ィロメータ出力信号からガスタービン機関のサージを検
出する回路を、以下添附図耐こ示す実施側こついて説明
する。第1図において、公知の形式のパィロメータ2は
、ガスタービン機関(図示せず)の高圧タービンの温度
を表す電気出力信号を発生する。
パィロメータ出力信号は、前記増幅器4で増幅され、通
常のエンジン制御に使用される温度検出回路6に送られ
る。またパィロメータ出力信号は、サージ検出回路8に
も送られる。サージ検出回路8は、正入力がパィロメー
夕の出力信号を受けるように接続された差動増幅器10
を有する。またこの差勤増幅器10の負入力は基準電圧
VREFの定電圧源に接続されている。差動増幅器10
の出力は、単安定装置12の入力に接続され、その出力
は、ィンバータ14を介して二入力のANDゲート1
6の一方の入力に接続される。
常のエンジン制御に使用される温度検出回路6に送られ
る。またパィロメータ出力信号は、サージ検出回路8に
も送られる。サージ検出回路8は、正入力がパィロメー
夕の出力信号を受けるように接続された差動増幅器10
を有する。またこの差勤増幅器10の負入力は基準電圧
VREFの定電圧源に接続されている。差動増幅器10
の出力は、単安定装置12の入力に接続され、その出力
は、ィンバータ14を介して二入力のANDゲート1
6の一方の入力に接続される。
差動増幅器10の出力は、また遅延線18を介してAN
Dゲート1 6の他方の入力にも接続される。ANDゲ
ート1 6の出力はリトリガー可能な単安定装置20の
入力に接続され、その出力はサージ検出回路8の出力と
なる。第2図によれば、サージ検出回路8の動作は、ガ
スタービン機関にサージが起こった場合、タービン温度
を表すパィロメータの出力信号30がはっきり区別でき
る形をもつているという発見に基づいている。
Dゲート1 6の他方の入力にも接続される。ANDゲ
ート1 6の出力はリトリガー可能な単安定装置20の
入力に接続され、その出力はサージ検出回路8の出力と
なる。第2図によれば、サージ検出回路8の動作は、ガ
スタービン機関にサージが起こった場合、タービン温度
を表すパィロメータの出力信号30がはっきり区別でき
る形をもつているという発見に基づいている。
この信号は、まず前層増幅器4を飽和するレベルにまで
増大し(符号34を参照)、通常6ミリセカンドの間こ
のレベルを維持する。この“パルス”に続いて、見掛上
正常の信号レベルがある期間あらわれ、次に前層増幅器
4を再び飽和するような高い信号レベルが比較的長い期
間あらわれる。サージ検出回路8は、最初の“パルス”
(符号34で図示)と、パィロメータの検出器を通るエ
ンジン燃焼室からの高温の非燃焼粒子に基因するにせの
スパイク(符号36で図示)とを、最も長いスパイク3
6と比べて“パルス”34の期間が少なくとも3倍長い
という事実を利用することによって識別している。以下
第1図および第3図を参照して、サージ検出回路8の動
作を詳しく説明する。
増大し(符号34を参照)、通常6ミリセカンドの間こ
のレベルを維持する。この“パルス”に続いて、見掛上
正常の信号レベルがある期間あらわれ、次に前層増幅器
4を再び飽和するような高い信号レベルが比較的長い期
間あらわれる。サージ検出回路8は、最初の“パルス”
(符号34で図示)と、パィロメータの検出器を通るエ
ンジン燃焼室からの高温の非燃焼粒子に基因するにせの
スパイク(符号36で図示)とを、最も長いスパイク3
6と比べて“パルス”34の期間が少なくとも3倍長い
という事実を利用することによって識別している。以下
第1図および第3図を参照して、サージ検出回路8の動
作を詳しく説明する。
尚、第3図の各波形は、左端に示した符号の回路、増幅
器などの出力を表している。前瞳増幅器4からのパィロ
メータ出力信号が基準電圧VREF(本実施例では10
Vにセットされている)を超えるごとに、差動増幅器1
0は正の飽和に切り換わる。この差動増幅器10からの
正出力の前緑は、単安定装置12をトリガーし、その出
力端に一定期間(本実施例では4ミリセカンド)の正パ
ルスを発生する。ィンバータ14は正電圧を通常AND
ゲート16に供給するようにしているが、単安定装置1
2が出力パルスを発生している間、前述の正電圧は零に
降下する。また、差動増幅器10からの正の出力は、遅
延線1 8によりわずかに遅れてANDゲート16の他
方の入力に供給される。この遅延線の目的は後述する。
かくして差動増幅器10および基準電圧源はしベル検出
器として動き、差動増幅器1川まパィロメータの出力信
号が基準電圧VR8Fを超えた時に、正出力を発生する
。
器などの出力を表している。前瞳増幅器4からのパィロ
メータ出力信号が基準電圧VREF(本実施例では10
Vにセットされている)を超えるごとに、差動増幅器1
0は正の飽和に切り換わる。この差動増幅器10からの
正出力の前緑は、単安定装置12をトリガーし、その出
力端に一定期間(本実施例では4ミリセカンド)の正パ
ルスを発生する。ィンバータ14は正電圧を通常AND
ゲート16に供給するようにしているが、単安定装置1
2が出力パルスを発生している間、前述の正電圧は零に
降下する。また、差動増幅器10からの正の出力は、遅
延線1 8によりわずかに遅れてANDゲート16の他
方の入力に供給される。この遅延線の目的は後述する。
かくして差動増幅器10および基準電圧源はしベル検出
器として動き、差動増幅器1川まパィロメータの出力信
号が基準電圧VR8Fを超えた時に、正出力を発生する
。
また、単安定装置12、インバーター4、遅延線18お
よびゲート16は、期間検出器として働き、ANDゲー
トは、差動増幅器10からの正出力が単安定装置12の
時定数より長く継続すれば、正の出力を発生する。差動
増幅器10からANDゲート16への信号路には、次の
理由によってわずかな遅延を導入しなければならない。
すなわち、このようなわずかな遅延がないと、差動増幅
器10の出力が正の飽和に切り換わった時、この正出力
は、直ちにANDゲート1 6に供給これ、ANDゲー
ト1 6は、単安定装置12がトリガーいまじめるわず
かな限られた時間、いつわりの正出力を発生するように
なる。かくして、遅延線18に要求される遅れは、単安
定装置12の応答時間よりもわずかに大きくなつている
。このように、遅延線18による遅延の目的は、単安定
装置12の出力が正の飽和状態に達した後に遅延線18
の出力が立ち上がることを確実にすることにある。
よびゲート16は、期間検出器として働き、ANDゲー
トは、差動増幅器10からの正出力が単安定装置12の
時定数より長く継続すれば、正の出力を発生する。差動
増幅器10からANDゲート16への信号路には、次の
理由によってわずかな遅延を導入しなければならない。
すなわち、このようなわずかな遅延がないと、差動増幅
器10の出力が正の飽和に切り換わった時、この正出力
は、直ちにANDゲート1 6に供給これ、ANDゲー
ト1 6は、単安定装置12がトリガーいまじめるわず
かな限られた時間、いつわりの正出力を発生するように
なる。かくして、遅延線18に要求される遅れは、単安
定装置12の応答時間よりもわずかに大きくなつている
。このように、遅延線18による遅延の目的は、単安定
装置12の出力が正の飽和状態に達した後に遅延線18
の出力が立ち上がることを確実にすることにある。
必要な遅延時間は、単安定装置12が差勤増幅器10か
らのパルスを受けてから単安定装置12が完全に正の飽
和状態に達するのに要する時間よりわずかに長いものと
しているのはこのためである。この遅延時間はいずれの
信号パルスの持続時間よりも十分短いものである。第3
図のタイムチャートにおいても、遅延時間は実際よりも
長く描いてあるがこれはその役割を明瞭にするためであ
る。ANDゲート16の出力は、パイロメータの出力信
号が4ミリ・セカンドより長いある時間10Vを超える
ごとに正のレベルに切り換わる。
らのパルスを受けてから単安定装置12が完全に正の飽
和状態に達するのに要する時間よりわずかに長いものと
しているのはこのためである。この遅延時間はいずれの
信号パルスの持続時間よりも十分短いものである。第3
図のタイムチャートにおいても、遅延時間は実際よりも
長く描いてあるがこれはその役割を明瞭にするためであ
る。ANDゲート16の出力は、パイロメータの出力信
号が4ミリ・セカンドより長いある時間10Vを超える
ごとに正のレベルに切り換わる。
4ミリセカンドはパィ。
メータの出力信号におけるにせのスパイクの期間よりは
長いが、サージが生じた場合の最初のパルスの期間より
は短い。燃焼スパイク36により遅延線18の出力に現
われる短いパルスは、4ミリ秒の時間内(この間インバ
ータ14の出力はゼロである)に起こり、したがって、
ANDゲート1 6の出力はゼロであり、燃焼スパイク
に感応しない。
長いが、サージが生じた場合の最初のパルスの期間より
は短い。燃焼スパイク36により遅延線18の出力に現
われる短いパルスは、4ミリ秒の時間内(この間インバ
ータ14の出力はゼロである)に起こり、したがって、
ANDゲート1 6の出力はゼロであり、燃焼スパイク
に感応しない。
一方、ェンジンソ−ジの特徴であるパルス34は4ミリ
秒よりも長く続く。
秒よりも長く続く。
このため、パルス34の後部分においてANDゲート1
6の入力がともに「高一となり、ANDゲート16は、
この時出力を発生する。このため、ANDゲート16か
らの正出力はエンジン内のサージを表している。AND
ゲート16からの正出力は、リトリガー可能な単安定装
置20(本実施例では40ミリ・セカンドの時定数を有
する)をトIJガーするのに使用され、単安定装置20
の出力はエンジン制御ユニット(図示せず)に送られ、
エンジンへの燃料流を減少させる。リトリガー可能な単
安定装置20がすでに出力を発生している期間に、さら
にサージが発生すれば、単安定装置20はそのタイミン
グ期間再始動するようにトリガーし、エンジンのサージ
ング作用を減少しつづける。上記の本発明による回路は
、エンジン内のサージを簡単に、かつ極めて迅速に(約
4ミリ・セカンドで)検出でき、他方エンジン内の圧力
検出器の使用を不要にしている。
6の入力がともに「高一となり、ANDゲート16は、
この時出力を発生する。このため、ANDゲート16か
らの正出力はエンジン内のサージを表している。AND
ゲート16からの正出力は、リトリガー可能な単安定装
置20(本実施例では40ミリ・セカンドの時定数を有
する)をトIJガーするのに使用され、単安定装置20
の出力はエンジン制御ユニット(図示せず)に送られ、
エンジンへの燃料流を減少させる。リトリガー可能な単
安定装置20がすでに出力を発生している期間に、さら
にサージが発生すれば、単安定装置20はそのタイミン
グ期間再始動するようにトリガーし、エンジンのサージ
ング作用を減少しつづける。上記の本発明による回路は
、エンジン内のサージを簡単に、かつ極めて迅速に(約
4ミリ・セカンドで)検出でき、他方エンジン内の圧力
検出器の使用を不要にしている。
第1図は本発明による回路のブロック説明図、第2図は
パィロメータ出力信号の代表的波形図、第3図は第1図
の回路の動作を示すタイムチャートである。 2・・・・・・パィロメータ、4・・・・・・前層増幅
器、6・・・・・・温度検出器、8・・・・・・サージ
検出回路、10・・・・・・差動増幅器、12・・・・
・・単安定装置、14・・・・・・ィンバータ、16・
・…・ANDゲート、18・・・・・・遅延線、20・
・・・・・リトリガー可能単安定装置、VREF・・・
・・・基準電圧。 F/9・フ F/9.2 F/9.3
パィロメータ出力信号の代表的波形図、第3図は第1図
の回路の動作を示すタイムチャートである。 2・・・・・・パィロメータ、4・・・・・・前層増幅
器、6・・・・・・温度検出器、8・・・・・・サージ
検出回路、10・・・・・・差動増幅器、12・・・・
・・単安定装置、14・・・・・・ィンバータ、16・
・…・ANDゲート、18・・・・・・遅延線、20・
・・・・・リトリガー可能単安定装置、VREF・・・
・・・基準電圧。 F/9・フ F/9.2 F/9.3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ガスタービン期間のタービン温度を表わすパイロメ
ータの出力信号から、エンジンのサージを検出する回路
において、このパイロメータの出力信号が所定のレベル
を超える時に出力信号を発生するレベル検出器と、この
レベル検出器の出力信号を受け、この出力信号が所定の
期間よりも長く継続している時に出力信号を発生する期
間検出器とをそなえ、前記所定のレベルおよび所定の期
間は、期間検出器の出力信号がパイロメータ出力信号の
みせかけの高レベルには応答せず、エンジン内のサージ
を示すように調節されたガスタービン機関のサージ検出
回路。 2 レベル検出器は、差動増幅器をそなえ、この差動増
幅器の一方の入力にはパイロメータの出力が接続され、
他方の入力には所定レベルの信号源が接続され、さらに
前記差動増幅器はパイロメータ出力信号が所定レベルを
超える時に飽和状態に切り換えられるように構成された
特許請求の範囲第1項記載のサージ検出回路。 3 期間検出器は、所定期間に等しい時定数を有し、入
力を前記レベル検出器の出力に接続される単安定装置と
、入力を前記単安定装置の出力に接続されるインバータ
と、一方の入力を前記インバータの出力に接続され、他
方の入力を前記レベル検出器の出力に接続された二入力
ANDゲートとをそなえた特許請求の範囲第1項または
第2項記載のサージ検出回路。 4 期間検出器は、前記レベル検出器の出力と前記二入
力ANDゲート一方の入力との間に遅延装置をそなえた
特許請求の範囲第3項記載のサージ検出回路。 5 入力を前記期間検出器の出力に接続されたトリガー
可能な単安定装置をそなえた特許請求の範囲第1項ない
し第4項のいずれかに記載のサージ検出回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08139035A GB2112928B (en) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Sensing surges in gas turbines |
| GB8139035 | 1981-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119934A JPS58119934A (ja) | 1983-07-16 |
| JPS6029819B2 true JPS6029819B2 (ja) | 1985-07-12 |
Family
ID=10526873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57226469A Expired JPS6029819B2 (ja) | 1981-12-30 | 1982-12-24 | ガスタ−ビン機関のサ−ジ検出回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4505150A (ja) |
| JP (1) | JPS6029819B2 (ja) |
| DE (1) | DE3247966C2 (ja) |
| FR (1) | FR2519078A1 (ja) |
| GB (1) | GB2112928B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764025A (en) * | 1985-08-08 | 1988-08-16 | Rosemount Inc. | Turbine blade temperature detecting pyrometer |
| DE3540088A1 (de) * | 1985-11-12 | 1987-05-14 | Gutehoffnungshuette Man | Verfahren zur erfassung von pumpstoessen an turbokompressoren |
| US5226731A (en) * | 1992-05-28 | 1993-07-13 | Electric Power Research Institute | Apparatus for measuring rotor exhaust gas bulk temperature in a combustion turbine and method therefor |
| US6408611B1 (en) | 2000-08-10 | 2002-06-25 | Honeywell International, Inc. | Fuel control method for gas turbine |
| US6871487B2 (en) * | 2003-02-14 | 2005-03-29 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | System for detecting and compensating for aerodynamic instabilities in turbo-jet engines |
| US7180211B2 (en) * | 2003-09-22 | 2007-02-20 | Micro Technology, Inc. | Temperature sensor |
| US7159401B1 (en) * | 2004-12-23 | 2007-01-09 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | System for detecting and compensating for aerodynamic instabilities in turbo-jet engines |
| GB2455798B (en) * | 2007-12-21 | 2010-04-28 | Weston Aerospace Ltd | Method and apparatus for monitoring a rotating shaft |
| GB2462826B (en) * | 2008-08-20 | 2014-03-12 | Rolls Royce Plc | A method for detecting overpressure inside a compartment associated with a gas turbine nacelle |
| US9528913B2 (en) * | 2014-07-24 | 2016-12-27 | General Electric Company | Method and systems for detection of compressor surge |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1089757A (en) * | 1965-08-14 | 1967-11-08 | Thrings Advanced Developments | Improvements in or relating to fire detection, alarm, and fighting apparatus |
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| US3476938A (en) * | 1967-09-20 | 1969-11-04 | Barnes Eng Co | Gun-flash detector |
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