电气线束的制作方法

本发明涉及电气线束领域，更具体地涉及装备有涡轮发动机的电气线束领域。

背景技术：

电气线束是一种在不同设备之间传送电信号的电子设备。在配备有计算机和大量传感器的涡轮发动机的情况下，电气线束放置在计算机和传感器之间，以便将这些传感器获得的测量值传输到计算机。

特别地，包括低压体和高压体的所谓的双体涡轮发动机装备有传感器，以测量称为n1速度的低压体的转速和称为n2速度的高压体的转速。

这些n1和n2速度传感器可能会受到涡轮发动机振动的干扰。然后，速度测量信号可能会受到噪声峰的干扰，从而导致错误的发动机故障检测。这种干扰仅在某些运行速度下才会被注意到，例如当启动发动机时。

为了降低信号的噪声水平，可以使用模拟滤波器对信号进行滤波，该模拟滤波器在下文中也称为电子滤波电路，可以将其集成到电子计数电路中，例如在美国专利申请20030231013中所示。

该电子计数电路通常被集成到涡轮发动机的称为fadec(全权限数字发动机控制电子)的计算机中。

计算机通常位于涡轮发动机风扇周围的机舱中。这是电子发动机控制系统。在大多数情况下，所有电气线束和计算机都位于着火区域。着火区域定义为涡轮发动机中可能发生火灾的区域。这些电气线束通常设有热保护装置或绝热层，以便抗严酷的温度条件，如法国专利申请fr2901423所示。计算机通常包括冷却装置以及火灾探测装置。

为了避免重新设计计算机，优选将滤波电子电路集成到携带要传输到计算机的信号的电气线束中。也不希望修改传感器以包含电子滤波电路，因为必须限制传感器的质量，以使得在发动机振动的影响下传感器在涡轮发动机中的位置保持足够稳定。

将电子滤波电路集成到电气线束中会带来一些困难。在整个线束都处于着火区域的配置中，集成在线束中的电子滤波电路必须处理线束携带的ofr(防火运行)信号，即使发生火灾，该信号也必须保持可用。如果发生火灾至少五分钟，这些信号可用，则可以将这些信号称为ofr。在实践中，电气线束必须承受火至少燃烧五分钟。根据iso2685：1998(e)，集成在线束中的电子滤波电路的电子元件应能够承受1100℃的温度，而实际情况并非如此。

即使环境温度恢复到室温，在五分钟的火灾后电子滤波电路也不一定能正常工作。电子滤波电路的功能丧失是可以接受的，只要它不妨碍线束携带的信号甚至噪声传输到计算机即可。

因此，问题是在防火电气线束中集成了可以包含低温电子元件的电子滤波电路，而在发生火灾的情况下不会损害线束携带的ofr信号的传输。着火时，这些信号可能会变差，但必须将其传输到计算机，并且在暴露于火中五分钟后也不能严重变差。

技术实现要素：

本发明首先涉及一种用于涡轮发动机的电气线束，其包括第一端子和第二端子，所述第一端子连接到能够发射电信号的设备，所述第二端子连接到信号处理设备，其特征在于，其包括用于滤波信号的电子电路，所述电路包括与运行温度阈值相关联的至少一个电子元件，以及与所述至少一个电子元件串联或并联连接的至少一个热触发断电装置，所述至少一个断电装置能够从低于或等于所述至少一个电子元件的运行温度阈值的触发温度，从电流在其中不能流过的断开状态变为电流在其中可以流过的闭合状态，或者相反地从闭合状态变为断开状态，如果温度变成高于所述触发温度，以继续确保在第一端子和第二端子之间的电子传输。

因此，与运行温度阈值相关联的元件的故障不会阻止电信号向计算机的传输，因为热触发开关的触发温度小于或等于电子元件的运行温度阈值。

根据特定特征，断电装置可从以下列表中选择：热开关、保险丝和热断路器。

热开关用于从断开状态切换到闭合状态，从而允许电流流过。保险丝或热断路器用于从闭合状态切换到断开状态，并用于防止短路。

根据特定特征，电子信号滤波电路由串联连接的电阻器和电容器组成。该布置提供了用于对电信号的高频进行滤波的低通rc滤波器。根据所需的滤波类型，可以使用其他类型的滤波器(高通、带通…)。

根据特别特征，电阻器与热开关并联。在电阻器具有等效于断路电路的故障模式的情况下，这种配置可防止信号丢失。

根据特定的特征，电容器与保险丝串联连接或与热断路器串联连接。这样可以防止电容器发生故障时短路。

根据特定的特征，电子滤波电路会覆盖有金属编织物以及可热收缩的护套或包覆成型件，以确保电气线束屏蔽的连续性。

根据特定的特征，第一或第二端子中的一个包括连接器，该连接器集成了用于滤波所述信号的所述电子电路。这种定位使本领域技术人员更容易将电子滤波电路集成到线束中。

根据特定的特征，线束包括集成电子滤波电路的防火壳体。该配置用作将滤波器定位在电气线束的连接器中的替代方式。

本发明还涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括至少一个转子、能够测量转子的转速的传感器以及能够接收所述转速的测量值的计算机，其特征在于，该涡轮发动机包括根据前述权利要求中任一项所述的电气线束，电气线束的第一端子连接到转速传感器，电气线束的第二端子连接到计算机。这种类型的涡轮发动机可用于例如，着火测试。

根据另一特征，涡轮发动机可包括与转速n1相关联的低压体和与转速n2相关联的高压体，其包括能够测量转速n1和n2的传感器以及能够接收用于测量速度n1和/或n2信号的计算机，第一端子被连接到传感器之一。因此，电子滤波电路可确保在正常条件(不着火)下对信号进行滤波，并且在着火情况下，可保证至少5分钟的发动机转速信号传输。

当参考附图阅读以下的非限制性示例给出的说明时，本发明的其他细节、特征和优点将显现，将更好地理解本发明。

附图说明

图1是涡轮发动机的简化图。

图2是根据实施方式的电气线束的图。

图3是根据实施方式的电气线束的图。

图4是根据实施方式的电气线束的图。

图5是结合低通模拟滤波器的电气线束的简化图。

图6是结合高通模拟滤波器的电气线束的简化图。

图7是结合带通模拟滤波器的电气线束的简化图。

具体实施方式

我们首先参考表示双体涡轮发动机1的图1。该涡轮发动机1包括低压体和高压体，低压体包括转速被称为n1的转子，高压体包括转速被称为n2的转子，高压转子和低压转子是同轴的并且彼此独立地旋转。涡轮发动机还包括能够分别测量转速n1和n2的传感器2和3，以及能够接收用于n1和n2速度的测量信号的计算机4。高压壳体由高压压气机6和高压涡轮组成。高压转子包括轴7，轴7将多个高压压气机叶片轮连接到至少一个高压涡轮叶片轮8。低压壳体由低压压气机9和低压涡轮11组成。低压转子包括轴7，轴7将多个低压压气机叶片轮连接到属于低压涡轮的多个叶片轮8。如图1所示，高压轴围绕低压轴10。

该涡轮发动机1还包括两个电气线束5，每个电气线束均包括连接至传感器2或3中的一个的第一端子t1和连接至计算机4的第二端子t2。电气线束5具有防火特征，并且每个电气线束都包括能够在正常条件下(不着火)滤波电信号的模拟滤波器，并在发生火灾时，使得确保速度信号的传输至少持续五分钟。

因此，每个电气线束5包括连接到能够发射电信号的设备(例如传感器3)的第一端子t1和连接到信号处理设备(这里是计算机4)的第二端子t2，如图2、图3和图4所示。

根据图2和图3的设计，在每个端子t1和t2处，电气线束5可以包括连接器12。

根据图3和图4中的实施方式，电气线束5包括防火壳体13。

根据图4的实施方式，第一端子t1不可与传感器3断开连接，而第二端子t2不可与计算机4断开连接。通常，电气线束5可包括t1或t2端子，t1或t2端子可与其连接的设备断开连接或不可与其连接的设备断开连接。

每个线束5包括用于滤波信号的电子电路。该电路可以集成在图3或图4所示的防火壳体13中，或集成在图2和图3所示的连接器12之一中。滤波器可以用金属编织物覆盖以提供屏蔽，并可用可热收缩的护套或包覆成型件。

将滤波器定位在作为线束支撑点的连接器12之一中，使得本领域技术人员更容易将滤波器集成到线束5中。

如果滤波器集成在壳体13中，则壳体至少部分是金属的，从而被屏蔽。在这种配置中，线束电缆到壳体13的连接可以是可断开的或者可以是不可断开的。

该电子滤波电路包括至少一个与运行温度阈值相关联的电子元件(例如电阻器r或电容器c)，以及与所述电子元件串联或并联连接的热触发断电装置，所述断电装置能够从小于或等于所述电子元件的运行温度阈值的触发温度，从电流在其中不能流过的断开状态变为电流在其中可以流过的闭合状态，反之亦然，可以从闭合状态变为断开状态。

因此，与运行温度阈值相关联的元件的故障不会阻止电信号向计算机4的传输。

我们参考图5、图6和图7，以示出实施方式的三个示例，每次都具有集成在电气线束5中的不同类型的滤波器。

根据图5的实施方式，集成在电气线束5中的滤波器是低通rc滤波器。因此，它包含两个低温电子元件：电阻器r和电容器c。电阻器r和电容器c串联连接。在着火的情况下，电阻器r和电容器c的故障模式对应于断路或闭路。每种故障模式都会影响电路的功能行为：

-如果电阻器r表现为断路，则测量的信号会丢失，

-如果电阻器r表现地像闭路，则滤波器不再有效，但信号传输得以维持，

-如果电容器c表现地像断路，则滤波器不再有效，但信号传输得以维持，

-如果电容器c表现为闭路，则会产生短路，并且会丢失测量的信号。

如果滤波器发生故障并且信号被发送，则发送的信号有噪声。实际上，与火灾的检测相对应的双重故障检测与由于发射的信号上的噪声峰引起的错误故障检测相结合是不可能的。导致测量的信号丢失的故障模式实际上是不可接受的，尤其是在n1测量信号的情况下。在发生火灾的特殊情况下，只要未滤波的信号仍可用于n1速度测量，则损失滤波器功能是可以接受的。

实际上，来自n1速度传感器3的信号的损失是不可接受的，因为如果没有该测量，计算机4就无法调节发动机。这种信号的丢失将导致严重的故障，从而可能导致发动机推力控制的丢失。

为了应对电阻器r的断路故障模式，热触发的断电装置与电阻器r并联连接，所述热触发的断电装置能够从其中电流不流动的断开状态变为其中电流流动的闭合状态。因此，在闭合状态下，断电装置允许电流在电阻器r处于断路状态时流动。在这种情况下，断电装置是热开关，例如双金属带14a。双金属带14a使电阻器r能够在一定温度以上短路，即触发温度以上短路。双金属带14a的触发的热特征被设计为使得在电阻r故障之前发生电阻器r的短路。为此，双金属带14a触发到短路电阻r的温度低于电阻r的运行温度阈值。

根据一个特定的特征，双金属带14a由熔化温度高于在着火条件下发现的最高温度的材料(例如陶瓷)组成。着火条件下记录的最高温度通常为1100℃。

根据一个特定的特征，所使用的双金属带的类型优选地是突然反转的双金属带(也称为快速双金属带)，因为这种双金属带对机械振动的敏感性最小。因此，双金属带14a能够从某个温度阈值快速地改变位置。

为了应对电容器c的闭路故障模式，热触发断电装置与电容器串联连接，所述断电装置能够从闭合状态切换到断开状态，在该断开状态中，避免了由电容器c的闭路故障模式引起的短路。这种断电装置，例如是保险丝14b或热断路器。保险丝14b允许电容器c在一定温度以上断开，从而补偿电容器c将短路的情况。保险丝14b被设计成在电容器c故障之前就熔断。因此，将保险丝14b的熔化温度选择为低于电容器c的运行温度阈值。

为了避免信号丢失，双金属带14a必须在电阻器r劣化之前触发，而保险丝14b必须在电容器c劣化之前触发。在着火的情况下，低质量设备，如电气线束中的温度变化很快，即使这两个电开关元件的各自的触发温度完全不同，双金属带14a和保险丝14b的触发时间也将以相对较短的时间间隔分开。例如，如果保险丝14b在双金属带触发(翻转)之前触发(熔断)，则rc电路临时变为单个电阻器r电路。然而，这种情况不会影响计算机4对发动机的调节。因此，选择双金属带14a和保险丝14b以使其各自的触发温度彼此接近是不必要的。这些触发温度通常在150℃至350℃的范围之间，但是如果电阻器r和电容器c的运行温度阈值超过此范围，则可能会有更高的值。

根据所需的滤波类型，可以使用其他类型的滤波器(高通、带通…)。

图6示出了配备有高通rc滤波器的线束5。在这种特定情况下，故障模式与先前描述的rc低通滤波器的情况相同，但在电阻r和电容器c之间反向。这次，测量信号的损耗对应于电容器c的断路故障或电阻器r的闭合电路故障(短路)。在这种情况下，热开关与电容器c并联连接，从而在电容器c由于温度过高而变得断路之前，开关从断开状态切换到闭合状态以允许电流流过。另外，保险丝14b与电阻器r串联连接，以防止在电阻器r由于过高的温度而表现为闭合电路的情况下发生短路。

图7示出了配备有带通滤波器的电气线束5。它采用与高通rc滤波器串联的低通rc滤波器的形式。以与上述滤波器相同的方式，通过热触发的断电装置来管理故障模式。电阻器r1或电容器c2的断路故障模式由与这两个元件并联连接的双金属带14a控制。电容器c1和电阻器r2的闭路故障模式由保险丝14b控制。

因此，所描述的实施方式使得可以将包含低温元件，例如电阻器或电容器的电子滤波电路，集成到连接传感器3和计算机4的防火电气线束中，在着火时，不影响由电气线束5携带的ofr信号的传输。