[發明專利]一種基于ECT的航空發動機滑油檢測系統

在審

• 申請號: 201610577675.1
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN107643329A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 由國峰
• 申請（專利權）人: 由國峰
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種檢測系統，尤其涉及一種基于ECT的航空發動機滑油檢測系統。

背景技術

飛機發動機是一種對安全性、穩定性要求極為苛刻的大型設備。飛機發動機工藝復雜、運行環境惡劣，航空維修業一直難以對其進行精準快速的檢測。飛機發動機工作過程中由于機械磨損等原因會產生金屬屑等，金屬屑與潤滑油混合為兩相流體。通過檢測、分析滑油與固體顆粒兩相流特性，可以實時地反映發動機工作狀態，為飛機發動機維修提供可靠信息，進而減少故障，降低運營成本。

ECT技術的工作原理是不同的介質具有不同的介電常數，通過測量管道上分布的傳感器電極對間的電容值，重新構建管道內介電常數的分布，進而獲取管道截面上各相分布信息數據，是一種無輻射、可視化、實時性高(可達1500幅/s)、可靠性強的無損檢測技術，目前多用于固/液、油/氣等兩相流體的檢測，如密相煤粉灰氣力輸送過程檢測等。ECT系統由以下幾個部分組成：電極陣列(傳感器)、數據采集與信號處理部分、圖像重建與分析顯示部分以及控制和激勵信號發生部分。

發明內容

本發明的目的是為了優化低壓鑄造的控制系統，設計了一種基于ECT的航空發動機滑油檢測系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于ECT的航空發動機滑油檢測系統由數據采集子系統、數據處理模塊、數據傳輸模塊三大部分組成。

所述的數據采集部分是ECT系統的關鍵環節，數據采集系統主要由C/V轉換模塊、A/D轉換模塊、信號處理模塊和USB總線數據通信模塊四部分組成。

所述的交流C/V轉換電路具有信噪比小，輸出穩定精確等優點使其在微弱電容測量電路中得到了廣泛應用。

所述的數據處理模塊使用128M的DDR ΠsDRAM芯片。它有8Mbit的數據容量、16位的數據總線和8個Banks。

所述的數據傳輸模塊采用CY68013AUSB2.0芯片，應用GPIF模式，通過GPIF端口與FPGA進行數據交換。

所述的系統在通信時， 由CY68013A作為主機(HOST)，FPGA作為從機(SLAVE)，在兩者之間實現APP協議。

所述的系統在APP協議的4種操作中，只用數據讀、寫操作，即在FPGA內只設置2個寄存器，如寄存器一和寄存器二，數據讀、寫操作分別只對寄存器一和寄存器二操作。

所述的系統采用數字正交解調，由于采用16電極電容傳感器，一共120個獨立電容值，而解調每個獨立的數據都需要至少1個周期的數據，系統采樣頻率為載波頻率的8倍，故解調1個電容值至少要8個數據，而系統選用的AD轉換器采樣精度為14位，所以，需要2個字節存儲，在傳輸過程中要傳兩次才能完成，所以整個測量過程一共120×2×8＝1920個數據。

本發明的有益效果是：

基于ECT的航空發動機滑油檢測系統顯著提高了數據傳輸的速度，同時應用數字正交相敏解調代替傳統的模擬解調，有效提高了相敏解調實時性和系統精度，使ECT技術在飛機發動機滑油檢測的應用提供了一定的前提條件。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是系統的總體設計框圖。

圖2是ECT系統結構圖。

圖3是C/V 轉換電路。

圖4是AD9240單端輸入方式。

圖5是DDR Π控制器狀態機。

圖6是USB與FPGA的通訊。

圖7是相敏解調流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，基于ECT的航空發動機滑油檢測系統由數據采集子系統、數據處理模塊、數據傳輸模塊三大部分組成。本系統采用SPartan-6系列XC6SLX16－2CSG324，對14位模數轉換器AD9240進行時序控制滿足乃奎斯特采樣定律完成C/V轉換電路輸出信號的采樣，然后將A/D轉換后的數字信號存儲到DDR Π存儲器中。通過一定的濾波算法以及正交解調處理后，利用CY68013從控的方式將處理后的數據通過USB總線傳送給PC機以完成成像部分。

如圖2所示， ECT系統由以下幾個部分組成：電極陣列(傳感器)、數據采集與信號處理部分、圖像重建與分析顯示部分以及控制和激勵信號發生部分。