背景技術(shù)：

本文所公開(kāi)的主題涉及飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)，并且更具體地，涉及一種具有智能文丘里管的節(jié)能(eco)ecs。

飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)為機(jī)組人員和乘客提供空氣供應(yīng)、熱控制和機(jī)艙加壓。航空電子器件冷卻、煙霧檢測(cè)和滅火通常也被認(rèn)為是飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的一部分。常規(guī)的ecs設(shè)計(jì)包括帶有文丘里管部件和流量控制閥的管道，所述流量控制閥控制穿過(guò)文丘里管部件的流體流。通常根據(jù)從安裝在文丘里管部件上的傳感器獲得的傳感器讀數(shù)來(lái)致動(dòng)流量控制閥。然而，由于傳感器未被校準(zhǔn)到其對(duì)應(yīng)的文丘里管部件，所以傳感器讀數(shù)可能是不準(zhǔn)確的。因此，可能并未以最佳方式來(lái)執(zhí)行對(duì)流量控制閥的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種匹配的文丘里管組件，并且所述匹配的文丘里管組件包括：文丘里管部件，其被配置來(lái)在入口與出口之間提供流體連通；傳感器，其聯(lián)接到文丘里管部件并且被配置來(lái)生成陸續(xù)穿過(guò)文丘里管部件和文丘里管控制器的流體流的特性的讀數(shù)，所述文丘里管控制器從傳感器接收讀數(shù)。文丘里管控制器被配置來(lái)對(duì)讀數(shù)進(jìn)行解釋，并且可在具有已知特性的流體流流過(guò)文丘里管部件的測(cè)試階段中進(jìn)行微調(diào)，并且根據(jù)讀數(shù)與已知特性之間的差值來(lái)對(duì)讀數(shù)的解釋進(jìn)行校準(zhǔn)。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，根據(jù)讀數(shù)與已知特性之間的差值進(jìn)行校準(zhǔn)的讀數(shù)具有±1%的誤差界限。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，文丘里管部件包括具有第一寬度的入口、具有第二寬度的出口以及插置在入口與出口之間的具有第三寬度的中心區(qū)段，所述第三寬度比第一寬度和第二寬度更窄。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，傳感器選自由以下組成的組：壓力傳感器、差壓傳感器、溫度傳感器以及它們的組合。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，文丘里管控制器包括電源、通信總線和校準(zhǔn)端口。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，所述匹配的文丘里管組件還包括至少用于文丘里管控制器的熱套管。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，提供了一種用于控制管道的流量控制閥的致動(dòng)器的系統(tǒng)。所述管道包括可流體地插置在上游部件與下游部件之間的文丘里管部件，并且所述系統(tǒng)包括第一控制器、控制組件和單個(gè)連接件，所述第一控制器被配置來(lái)基于與文丘里管部件操作相關(guān)的數(shù)據(jù)向致動(dòng)器輸出控制命令?？刂平M件包括文丘里管組件，所述文丘里管組件包括文丘里管部件和聯(lián)接到文丘里管部件和第二控制器的傳感器。第二控制器可在具有已知特性的流體流流過(guò)文丘里管部件的測(cè)試階段中進(jìn)行微調(diào)，并且根據(jù)讀數(shù)與已知特性之間的差值來(lái)對(duì)傳感器讀數(shù)的解釋進(jìn)行校準(zhǔn)?？刂平M件被配置來(lái)生成反映校準(zhǔn)讀數(shù)的數(shù)據(jù)。單個(gè)連接件提供從控制組件到第一控制器的數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，數(shù)據(jù)具有±1%的誤差界限。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，第一控制器包括具有流量控制閥命令計(jì)算能力的電子控制器。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，傳感器選自由以下組成的組：壓力傳感器、差壓傳感器、溫度傳感器以及它們的組合。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，第二控制器包括文丘里管控制器。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，文丘里管控制器包括工程轉(zhuǎn)換單元和校準(zhǔn)流量計(jì)算單元。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，文丘里管控制器包括電源、通信總線和校準(zhǔn)端口。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，所述系統(tǒng)還包括至少用于文丘里管控制器的熱套管。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，單個(gè)連接件包括單個(gè)飛機(jī)數(shù)字總線連接件。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種組裝匹配的文丘里管組件的方法。所述方法包括：引導(dǎo)具有已知特性的流體流穿過(guò)文丘里管部件；從聯(lián)接到文丘里管部件的傳感器處獲得流體流的讀數(shù)；以及根據(jù)讀數(shù)與已知特性之間的差值對(duì)讀數(shù)的解釋進(jìn)行校準(zhǔn)。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，校準(zhǔn)包括每次調(diào)諧單個(gè)類型讀數(shù)的解釋。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，校準(zhǔn)包括每次調(diào)諧多個(gè)類型讀數(shù)的解釋。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，校準(zhǔn)包括參考標(biāo)準(zhǔn)傳感器讀數(shù)。

根據(jù)附加的或替代的實(shí)施方案，所述方法還包括：將匹配的文丘里管組件安裝在管道的流量控制閥致動(dòng)系統(tǒng)中；以及基于讀數(shù)的校準(zhǔn)解釋來(lái)控制流量控制閥致動(dòng)系統(tǒng)。

這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述中變得更加顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

在本說(shuō)明書(shū)結(jié)尾處的權(quán)利要求書(shū)中具體指出并明確要求保護(hù)被認(rèn)為是本公開(kāi)的主題。通過(guò)以下結(jié)合附圖而進(jìn)行的詳細(xì)描述，可以清楚了解本公開(kāi)的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是根據(jù)實(shí)施方案的匹配的文丘里管組件的側(cè)視圖；

圖2是根據(jù)實(shí)施方案的用于控制流量控制閥的致動(dòng)器的系統(tǒng)的示意圖；并且

圖3是示出組裝匹配的文丘里管組件的方法的流程圖。

詳細(xì)描述參考附圖通過(guò)實(shí)例的方式來(lái)解釋本公開(kāi)的實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)和特征。

具體實(shí)施方式

如以下將描述的，提供了一種智能文丘里管組件和系統(tǒng)，并且所述智能文丘里管組件和系統(tǒng)包括可微調(diào)的本地控制器、傳感器封裝件和文丘里管，所述可微調(diào)的本地控制器、傳感器封裝件和文丘里管被匹配并校準(zhǔn)到已知標(biāo)準(zhǔn)以使流量測(cè)量不精確度最小化。智能文丘里管組件和系統(tǒng)的使用可用于各種應(yīng)用，諸如飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)，以便減小所需的機(jī)艙流入量和系統(tǒng)重量。

參照?qǐng)D1，提供了匹配的文丘里管組件10。組件10包括文丘里管部件20，所述文丘里管部件20具有入口21、中心區(qū)段22和出口23并且被配置來(lái)提供從入口21穿過(guò)中心區(qū)段22到出口23的流體連通。入口21具有第一寬度并且朝向中心區(qū)段急劇變窄，同時(shí)從入口21的軸向距離增加，出口23具有第二寬度并且從中心區(qū)段22在延伸的長(zhǎng)度上變寬，并且中心區(qū)段22流體地插置在入口21與出口23之間并且具有比第一寬度和第二寬度更窄的第三寬度。

組件10還包括傳感器30和文丘里管控制器40。傳感器30在多個(gè)位置處聯(lián)接到文丘里管部件20，并且被配置來(lái)生成陸續(xù)穿過(guò)文丘里管部件20的流體流的特性的讀數(shù)。例如，傳感器30可包括：靜壓力傳感器31，其在壓力傳感器31的位置處感測(cè)文丘里管部件20內(nèi)的流體的靜壓力；差壓傳感器32，其感測(cè)在文丘里管部件20的軸向長(zhǎng)度(例如，從入口21到中心區(qū)段22)上的流體壓力變化；以及溫度傳感器33，其在溫度傳感器33的位置處感測(cè)文丘里管部件20內(nèi)的流體的溫度。

文丘里管控制器40設(shè)置成與傳感器30(例如，靜壓力傳感器31、差壓傳感器32和溫度傳感器33)進(jìn)行信號(hào)通信，并且從所述傳感器30接收讀數(shù)。文丘里管控制器40被配置來(lái)對(duì)讀數(shù)進(jìn)行解釋，并且還可在測(cè)試階段中進(jìn)行微調(diào)。如圖1所示，在測(cè)試階段中，文丘里管部件20的入口21聯(lián)接到上游管道210的出口，并且文丘里管部件20的出口23聯(lián)接到下游管道230的入口。具有已知特性的流體流隨后在受控條件下從上游管道210穿過(guò)文丘里管部件20流到下游管道230。因此，在文丘里管控制器40內(nèi)對(duì)由傳感器30生成的讀數(shù)的解釋可以并且根據(jù)流體流的讀數(shù)與已知特性之間的差值進(jìn)行校準(zhǔn)。

如圖1所示，文丘里管控制器40可包括到傳感器30的相應(yīng)連接件41以及接地連接件42。文丘里管控制器40還可包括單個(gè)電源連接件43、單個(gè)飛機(jī)通信總線或數(shù)字連接件44以及校準(zhǔn)端口45。校準(zhǔn)端口45可主要在測(cè)試階段期間使用，并且用作本地計(jì)算裝置的連接端口，所述本地計(jì)算裝置可以由操作員在測(cè)試階段期間用來(lái)控制文丘里管控制器40的操作，以便對(duì)文丘里管控制器40進(jìn)行微調(diào)。

根據(jù)另外的實(shí)施方案，文丘里管控制器40還可包括熱套管46。熱套管46可在測(cè)試階段和實(shí)地操作期間至少包圍文丘里管控制器40，并且用來(lái)保護(hù)文丘里管控制器40內(nèi)的電子器件以免暴露于高壓和高溫。熱套管46可由陶瓷材料或趨于抵制熱能傳輸?shù)钠渌愃撇牧闲纬伞?/p>

在文丘里管控制器40可通過(guò)上述方式進(jìn)行微調(diào)的情況下，可顯著提高傳感器30的讀數(shù)的有效準(zhǔn)確度(即，對(duì)讀數(shù)的解釋的準(zhǔn)確度)。例如，在常規(guī)的文丘里管組件中，相關(guān)聯(lián)傳感器的讀數(shù)或其解釋未進(jìn)行校準(zhǔn)，并且可能由于若干因素而表現(xiàn)出現(xiàn)降低的準(zhǔn)確度，所述因素包括但不限于傳感器的電響應(yīng)能力，文丘里管部件的制造公差以及傳感器/文丘里管組合的組裝質(zhì)量。然而，根據(jù)本文中描述的實(shí)施方案，文丘里管部件20、傳感器30和文丘里管控制器40根據(jù)測(cè)試階段的已知且受控的條件而被一起匹配和校準(zhǔn)。因此，在文丘里管控制器40內(nèi)對(duì)傳感器30的讀數(shù)的解釋可以考慮將以其他方式降低傳感器30的有效讀數(shù)準(zhǔn)確度的因素，以便相應(yīng)地提高準(zhǔn)確度。確實(shí)，根據(jù)實(shí)施方案，傳感器30的有效讀數(shù)的準(zhǔn)確度的誤差界限可從±6%減小到±1%。

參考圖2，提供了用于控制管道的流量控制閥致動(dòng)器的系統(tǒng)100，所述管道諸如由圖1的上游管道210、文丘里管部件20和下游管道230形成的管道。系統(tǒng)100可包括：流量控制閥101，其控制或調(diào)節(jié)穿過(guò)管道的流體流的特性；致動(dòng)器102，其根據(jù)所接收的控制命令來(lái)控制流量控制閥101的操作；電子控制器或第一控制器103；以及控制組件104。第一控制器103具有流量控制閥命令能力，并且被配置來(lái)基于與文丘里管部件20的操作相關(guān)的數(shù)據(jù)向致動(dòng)器102輸出控制命令。

控制組件104包括文丘里管組件105和文丘里管控制器或第二控制器106。文丘里管組件105可包括如上所述的文丘里管部件20和傳感器30(例如，靜壓力傳感器31、差壓傳感器32和溫度傳感器33)。第二控制器106類似于以上描述的文丘里管控制器40，并且可通過(guò)與文丘里管控制器40的方式類似的方式進(jìn)行微調(diào)。也就是說(shuō)，第二控制器106可在具有已知特性的流體流流過(guò)管道和文丘里管部件20的測(cè)試階段中進(jìn)行微調(diào)，并且在第二控制器106處對(duì)從傳感器30接收的讀數(shù)的解釋可以并根據(jù)流體流的讀數(shù)與已知特性之間的差值進(jìn)行校準(zhǔn)。

根據(jù)實(shí)施方案，第二控制器106可包括工程轉(zhuǎn)換單元108和校準(zhǔn)流量計(jì)算單元109。工程轉(zhuǎn)換單元108用來(lái)將從每個(gè)傳感器30輸入到第二控制器106的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反映傳感器30的讀數(shù)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，參考工程轉(zhuǎn)換單元108內(nèi)的電壓信息，將由壓力傳感器31提供到第二控制器106的壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成壓力數(shù)據(jù)讀數(shù)。類似地，參考工程轉(zhuǎn)換單元108內(nèi)的電壓信息，將由溫度傳感器33提供到第二控制器106的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)讀數(shù)，并且參考工程轉(zhuǎn)換單元108內(nèi)的電壓信息，將由壓差傳感器32提供到第二控制器106的壓差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成壓差數(shù)據(jù)讀數(shù)。校準(zhǔn)流量計(jì)算單元109被配置來(lái)從工程轉(zhuǎn)換單元108接收壓力、壓差和溫度讀數(shù)作為第一輸入，并且接收導(dǎo)出的校準(zhǔn)常數(shù)作為第二輸入以生成反映校準(zhǔn)讀數(shù)的數(shù)據(jù)。

也就是說(shuō)，控制組件104被配置來(lái)生成反映校準(zhǔn)讀數(shù)的數(shù)據(jù)，并且如以上指出的，這個(gè)數(shù)據(jù)可具有(從常規(guī)系統(tǒng)的6%水平)降低的為約1%的誤差界限，并且與傳感器30的讀數(shù)的相應(yīng)地增加的有效準(zhǔn)確度相關(guān)聯(lián)。

系統(tǒng)100還可包括單個(gè)連接件110，由控制組件104生成的數(shù)據(jù)通過(guò)所述單個(gè)連接件110從控制組件104傳輸?shù)降谝豢刂破?03。根據(jù)實(shí)施方案，此單個(gè)連接件110可被提供為單個(gè)飛機(jī)通信總線或數(shù)字連接件。為了進(jìn)行比較，通常將常規(guī)的電子控制器與文丘里管組件聯(lián)接，所述文丘里管組件通過(guò)多個(gè)硬線連接件而在特性上與控制器不匹配。在此類情況下，多個(gè)硬線連接件中的每一個(gè)可具有多達(dá)五條或更多條線。也就是說(shuō)，對(duì)于常規(guī)的電子控制器來(lái)說(shuō)，在溫度傳感器與工程轉(zhuǎn)換單元之間的一個(gè)硬線連接件可包括五條線，在靜壓力傳感器與工程轉(zhuǎn)換單元之間的一個(gè)硬線連接件可包括五條線，并且在差壓傳感器與工程轉(zhuǎn)換單元之間的一個(gè)硬線連接件可包括五條線。系統(tǒng)100的單個(gè)連接件110實(shí)質(zhì)上更簡(jiǎn)單且復(fù)雜性較低。

參考圖3，提供了一種組裝匹配的文丘里管組件的方法，并且所述方法包括：在框301處引導(dǎo)具有已知特性的流體流穿過(guò)文丘里管部件；在框302處從聯(lián)接到文丘里管部件的傳感器處獲得流體流的讀數(shù)；以及在框303處根據(jù)讀數(shù)與已知特性之間的差值對(duì)讀數(shù)的解釋進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)施方案，校準(zhǔn)可包括通過(guò)以下中的任何一個(gè)或多個(gè)來(lái)發(fā)展針對(duì)每個(gè)傳感器30的定制校準(zhǔn)算法：每次調(diào)諧單個(gè)類型的傳感器讀數(shù)的解釋、每次調(diào)諧多個(gè)類型的傳感器讀數(shù)的解釋以及參考標(biāo)準(zhǔn)傳感器讀數(shù)來(lái)調(diào)諧對(duì)傳感器讀數(shù)的解釋。

所述方法還可包括：將匹配的文丘里管組件安裝在系統(tǒng)(諸如圖2的系統(tǒng)100)中；以及基于傳感器30的讀數(shù)的校準(zhǔn)解釋來(lái)控制所述系統(tǒng)。

雖然僅僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方案詳細(xì)地提供了本公開(kāi)，但應(yīng)易于理解，本公開(kāi)不限于這些所公開(kāi)的實(shí)施方案。相反，本公開(kāi)可進(jìn)行修改來(lái)并入之前并未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相符的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等效布置。另外，盡管已經(jīng)描述了本公開(kāi)的各種實(shí)施方案，但應(yīng)理解，示例性實(shí)施方案可僅包括所述示例性方面中的一些。因此，本公開(kāi)不應(yīng)被視為受前述描述限制，而是僅受所附權(quán)利要求書(shū)的范圍限制。