[發明專利]一種用于渦軸發動機振動監測數據的裝置

在審

• 申請號: 201710644795.3
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107238498A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 周內;楊金波
• 申請（專利權）人: 四川霄云航空科技有限公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01H17/00;G05B19/042
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙)51239
• 代理人: 王育信

技術領域

本發明涉及發動機領域，具體涉及一種用于渦軸發動機振動監測數據的裝置。

背景技術

發動機作為飛行器的動力源，其工作狀態直接影響著飛行器的安全性和可靠性。直升機上的渦軸發動機故障環境惡劣，不僅需要承受高溫和較大應力，而且還需要承受很大的交變負載。同時直升機通常在惡劣環境起降，直升機的懸停、低空飛行等因素極易造成發動機的損傷、磨損和腐蝕，另外，由于發動機的安裝、使用、維護等因素的影響，振動成為渦軸發動機的主要故障之一。為降低發動機的振動，提高發動機的持久性和可靠性，對渦軸發動機的振動監測以及故障辨識尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于渦軸發動機振動監測數據的裝置，主要解決現有技術中存在的發動機的損傷、磨損與腐蝕等問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于渦軸發動機振動監測數據的裝置，包括主控芯片ARM，與主控芯片ARM雙向通訊連接且用于網絡傳輸的高速以太網芯片W5300，與高速以太網芯片W5300雙向通訊連接的RJ-45網口，與主控芯片ARM雙向通訊連接且用于通信的數據采集芯片FPGA，與數據采集芯片FPGA雙向通訊連接的同步動態隨機存儲器SDRAM，與數據采集芯片FPGA雙向通訊連接的A/D采集器，以及與A/D采集器連接的信號調理器，其中，主控芯片ARM與信號調理器連接。

進一步地，所述主控芯片ARM采用STM32系列。

具體地，所述FPGA芯片采用EP2C5系列。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明通過對高頻振動的旋轉部件故障進行詳細的分析，通過信號調理器將采集的振動信息傳遞到A/D模擬數字轉換器，數據采集芯片FPGA來控制讀取A/D模擬數字轉換器后的發動機振動信號并存儲數據在SDARM中，在發生故障時，可調用查詢，對已經存儲有的故障可直接進行修護，對新的故障進行上傳，這樣可更加方便對渦軸發動機的監測管理。

(2)本發明的主控芯片采用STM32系列，該系列芯片具有高性能、低成本、低功耗、讀取速度快等優勢。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖1所示，一種用于渦軸發動機振動監測數據的裝置，包括主控芯片 ARM，與主控芯片ARM雙向通訊連接且用于網絡傳輸的高速以太網芯片 W5300，與高速以太網芯片W5300雙向通訊連接的RJ-45網口，與主控芯片ARM 雙向通訊連接且用于通信的數據采集芯片FPGA，與數據采集芯片FPGA雙向通訊連接的同步動態隨機存儲器SDRAM，與數據采集芯片FPGA雙向通訊連接的 A/D采集器，以及與A/D采集器連接的信號調理器，其中，主控芯片ARM與信號調理器連接。

進一步地，所述主控芯片ARM采用STM32系列。

具體地，所述FPGA芯片采用EP2C5系列。

在主控芯片ARM控制下，通過信號調理器將采集的振動信息傳遞到A/D 模擬數字轉換器，數據采集芯片FPGA來控制讀取A/D模擬數字轉換器后的發動機振動信號并存儲數據在SDARM中，通過數據采集芯片FPGA來讀取振動信號數據，最后通過TCP/IP協議棧芯片W5300來實現與上位機的數據信號的對接。

整個通信過程主要有兩種，第一是上位機和ARM之間的網絡數據通信，第二是主控芯片ARM與數據采集芯片FPGA之間的數據交互。

數據采集模塊是以主控芯片ARM芯片STM32F103ZET6為主控核心，由數據采集芯片FPGA芯片P2C5T144I8實現兩塊高速ADC芯片ADS1602。對加速度檢測的振動信號同步采集，硬件TCP/IP協議棧芯片W5300來實現以太網對上位機傳輸振動數據信號。數據采集電路模塊設計采用單端、差分、電壓、電流、交/直流耦合等多種輸入模式及±10V、±5V、±1V、±0.1V量程范圍，可設置多種觸發方式和采用率實現16位分辨率、最高1MSPS(單通道工作)或 500KSPS(兩通道同時工作)的連續采集，以及2MSPS(每通道)、存儲深度為 32MB的單次采集。渦軸發動機振動監測數據的裝置工作于服務器模式，通過網絡讀取數據的上位機與測試端對接，通過設置振動信號采集模式為±5V，雙通道，直流耦合，電壓單端輸入的觸發方式進行振動監測。

上述實施例僅為本發明的優選實施例，并非對本發明保護范圍的限制，但凡采用本發明的設計原理，以及在此基礎上進行非創造性勞動而做出的變化，均應屬于本發明的保護范圍之內。