[發明專利]一種機載多通道振動信號同步采集系統及方法

在審

• 申請號: 201611153866.1
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108225546A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王凌偉;陳奎;呼明亮;席鵬;樊瑞;秦沖
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G05B19/042
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 郭平

一種機載多通道振動信號同步采集系統及方法，包括電流源電路(1)、振動傳感器(2)、隔離放大電路(3)、抗混疊濾波電路(4)、A/D轉換芯片(5)、同步控制采集電路(6)、控制器(7)和固態硬盤(8)；系統通過電流源電路(1)給振動傳感器(2)供電，振動傳感器(2)輸出的振動信號通過隔離放大電路(3)、抗混疊濾波電路(4)送至A/D轉換芯片(5)，同步控制采集電路(6)控制多個A/D轉換芯片(5)同步采集，采集的數據被控制器(7)運算處理并送固態硬盤(8)存儲。實現了多路振動信號的高速同步采集，滿足了復雜環節下多通道振動數據快速實時采集和存儲的要求。

技術領域

本發明屬于先進制造和自動控制技術領域。

背景技術

本系統采集直升機相關部件和部位的振動，并獲取飛行參數等信號，利用信號處理和分析技術，掌握這些動部件的運行狀態，及時發現結構故障隱患，為直升機為旋翼錐體和動平衡調整、尾傳動軸動平衡、全機和部件振動響應分析、動力傳動鏈穩定性分析、維護和保障提供原始監測數據和參考信息。通過本系統可以為直升機的維護提供有力的技術保障和支撐，并將為用戶和制造商節省大量的外場排故、維護和保養成本，產生客觀的經濟和社會效益。

直升機的振動主要是因為其自身的設計以及工作特性，其激振力主要來自旋翼、傳動系統、發動機振動，監控直升機相關部件和部位的振動，對于直升機的安全是非常有必要。而傳統的振動信號采集系統多以單片機為中央處理器，結合外圍的信號調理電路，A/D轉換電路，以及控制電路來構成數據采集模塊。單片機對數據的運算與處理能力有限，實時性低，難以適應多通道振動數據快速實時采集與處理的要求。因而提出了一種以控制同步電路和高速處理器為核心的一種機載多通道振動信號同步采集系統及方法，從而在信號采集與處理方面具有速度快、實時性高，并且可實現數字信號處理算法，從而提高了振動檢測的實時性和高效化。

鑒于以上所述現有振動信號采集系統缺陷，本發明人針對現有技術深入研究，并有本案產生。

發明內容

本發明的目的：本發明是針對現有的信號采集裝置無法實時采集和保存機載設備振動信號的問題，提出了一種機載多通道振動信號同步采集系統及方法，通過合理配置外圍信號調理電路、同步控制采集電路6和處理器7，使得采集系統能夠完成多路振動信號的高速采集，每通道采集速率可以達到10KHz，滿足機載環境振動信號的采集要求。

本發明的技術方案為：一種機載多通道振動信號同步采集系統，包括電流源電路1、振動傳感器2、隔離放大電路3、抗混疊濾波電路4、A/D轉換芯片5、同步控制采集電路6、控制器7和固態硬盤8；系統通過電流源電路1給振動傳感器2供電，振動傳感器2輸出的振動信號通過隔離放大電路3、抗混疊濾波電路4送至A/D轉換芯片5，同步控制采集電路6控制多個A/D轉換芯片5同步采集，采集的數據被控制器7運算處理并送固態硬盤8存儲。

所述一種機載多通道振動信號同步采集系統，所述振動傳感器2為IEPE接口的集成壓電式加速度傳感器。

所述一種機載多通道振動信號同步采集系統，所述隔離放大電路3去除振動傳感器2輸出的振動信號中的直流分量，同時對振動信號中的交流分量進行放大處理。

所述一種機載多通道振動信號同步采集系統，所述抗混疊濾波電路4，去除振動信號中混雜的高頻干擾信號，保證有效的振動信號輸入給A/D轉換芯片5。

所述一種機載多通道振動信號同步采集系統，所述A/D轉換芯片5實現振動信號模擬量到數字量的轉換。

本發明還提供一種機載多通道振動信號同步采集方法，包括以下步驟：

步驟1.上電；

步驟2.振動傳感器2向信號隔離放大電路3輸出振動信號；

步驟3.信號隔離放大，隔離放大電路3去除振動傳感器2輸出的振動信號中的直流分量，同時對振動信號中的交流分量進行放大處理；