[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310016793.1
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103091108A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商旭升;李江紅;吳朝暉;逄妍立;許東風(fēng);王遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 商旭升;李江紅
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/00;G01H17/00
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;唐與芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種檢測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)情況的檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)從設(shè)計(jì)、制造到安裝、使用、維護(hù)、檢修有許多環(huán)節(jié)，任何環(huán)節(jié)的偏差都會(huì)造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能劣化或故障。同時(shí)，使用過(guò)程中航空發(fā)動(dòng)機(jī)處于各種各樣的條件下，其內(nèi)部必然會(huì)受到力、熱、摩擦等多種物理、化學(xué)作用，使其性能發(fā)生變化，最終導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障。航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，首先就會(huì)在振動(dòng)特性上予以體現(xiàn)，就如同中醫(yī)的號(hào)脈一樣，人體有疾病時(shí)，脈搏就會(huì)發(fā)生變化。航空發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)發(fā)生的變化主要包括振動(dòng)特性的變化和振動(dòng)量級(jí)的變化，通過(guò)對(duì)這兩類(lèi)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控就可以相對(duì)較早的發(fā)現(xiàn)故障，提高安全性。

現(xiàn)在的飛機(jī)，尤其是用于教學(xué)的教練機(jī)上，往往沒(méi)有安裝相應(yīng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)檢測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，飛機(jī)的飛行安全帶來(lái)極大的隱患。在地面機(jī)務(wù)檢查工作中，由于飛機(jī)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)振動(dòng)檢測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，維護(hù)飛機(jī)的質(zhì)量對(duì)人的依賴(lài)性很大，技術(shù)好的機(jī)械師在做機(jī)務(wù)檢查時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)可能的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障，而技術(shù)水平差的機(jī)械師可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)檢或漏檢的情況，直接威脅著飛行安全。在空中飛行中，有經(jīng)驗(yàn)的飛行員可依據(jù)儀表指示，飛行感覺(jué)及聲音判斷飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，并作出正確的處置，而年輕的飛行員卻很難正確的判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)同時(shí)也無(wú)法作出正確的處置。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)振動(dòng)檢測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助判斷方法，在地面檢查中，可以為機(jī)務(wù)人員提供更為精確的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)信息，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，杜絕可能的飛行故障隱患，在空中飛行時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，提前給出報(bào)警，以便飛行員及早處置，提高飛行安全。

中國(guó)專(zhuān)利CN101469647公開(kāi)了一種飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括一個(gè)前風(fēng)扇、一個(gè)位于風(fēng)扇下游的中間外殼，所述中間外殼帶有通過(guò)徑向臂連接到一起的外殼套和輪轂，以及一個(gè)帶有外殼套的排氣外殼，兩個(gè)外殼在同一個(gè)軸線(xiàn)ＸＸ上對(duì)準(zhǔn)，外掛梁包括細(xì)長(zhǎng)形的吊架機(jī)構(gòu)，所述吊架機(jī)構(gòu)在上游通過(guò)一個(gè)前固定部分剛性固定到中間外殼的外殼套上，所述前固定部分包括一個(gè)傳輸軸向和側(cè)向力的裝置，在下游通過(guò)后固定部分連接到所述排氣外殼上。該發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)，但是該發(fā)動(dòng)機(jī)上沒(méi)有裝載相應(yīng)的振動(dòng)檢測(cè)裝置，就容易在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致危險(xiǎn)。

因此積極開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)振動(dòng)檢測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的研究工作并盡快在飛機(jī)，尤其是教練機(jī)上安裝該系統(tǒng)是急待解決的問(wèn)題，具有重大的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集單元、振動(dòng)信號(hào)調(diào)理單元以及轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理單元，其中數(shù)據(jù)采集單元支持DMA傳輸方式和直接端口操作能力，其配置地用于采集發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將采集到的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)獨(dú)立的兩個(gè)通道傳送至振動(dòng)信號(hào)調(diào)理單元和轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理單元，振動(dòng)信號(hào)調(diào)理單元和轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理單元與A/D轉(zhuǎn)換單元相連接，A/D轉(zhuǎn)換單元與計(jì)算機(jī)平臺(tái)相連接，計(jì)算機(jī)平臺(tái)與數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)相連接，數(shù)據(jù)處理單元同時(shí)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)回收單元以及網(wǎng)絡(luò)通訊單元并列連接。

優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集單元自身提供時(shí)鐘，用硬件定時(shí)器完成采樣頻率的設(shè)置。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述振動(dòng)信號(hào)調(diào)理單元配置成用于對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行前端限壓處理和后端跟隨處理，并完成信號(hào)衰減，使信號(hào)幅值的范圍達(dá)到正負(fù)5V的范圍內(nèi)，在完成信號(hào)隔離后對(duì)信號(hào)采用截止頻率為20KHz的4階巴特沃司型的濾波器進(jìn)行濾波。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理單元配置成用于對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)前端限壓并完成信號(hào)衰減，使信號(hào)幅值的范圍達(dá)到5V的范圍內(nèi)，在完成信號(hào)隔離后對(duì)信號(hào)采用了截止頻率為10KHz的4階巴特沃司型的濾波器進(jìn)行濾波。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述A/D轉(zhuǎn)換單元采用12位A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有12位高分辨率，其采樣速率最高可達(dá)100K。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述計(jì)算機(jī)平臺(tái)采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有ARM處理器，256M內(nèi)存，4G非易失性存儲(chǔ)器，并配以網(wǎng)絡(luò)接口和串行接口。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述該計(jì)算機(jī)平臺(tái)配備有電源，該電源的輸入電壓為27V，且具有安全保護(hù)、輸出電壓短路保護(hù)、輸出過(guò)電壓保護(hù)以及除錯(cuò)后自動(dòng)回復(fù)功能。