[發明專利]翼片性能監測器

在審

• 申請號: 202080057726.2
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN114222905A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 約翰·馬里斯;威廉·里夫·希克斯
• 申請（專利權）人: 馬英凡特公司
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;F02D17/00;G01P5/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

1.一種翼片性能監測器，包括：

外殼，所述外殼安裝在翼片的低壓面上，并且包括用于確定所述翼片性能監測器處的總壓力的至少一個皮托管壓力孔和用于確定所述翼片性能監測器處的靜壓的至少一個靜壓孔；

至少一個空速相關傳感器，所述至少一個空速相關傳感器通過所述皮托管壓力孔感測所述翼片性能監測器處的所述總壓力并生成指示所述翼片性能監測器處的動態壓力的數字氣流信號；和

控制器，所述控制器通過使用從所述數字氣流信號計算出的穩態氣流信號對湍流值進行歸一化來導出湍流強度比。

2.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述空速相關傳感器是壓力傳感器，并且所述至少一個皮托管壓力孔與相關聯的壓力傳感器流體連通，以便測量作用于所述翼片性能監測器上的總壓力。

3.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述數字氣流信號具有穩定且重疊的湍流分量。

4.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，還包括一個或多個慣性傳感器，其測量和識別由于桅桿上的機械運動振動而引起的頻率和振幅數據。

5.根據權利要求4所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用加速度頻率和振幅數據對所述數字氣流信號進行過濾。

6.根據權利要求4所述的翼片性能監測器，其中所述控制器響應于從所述一個或多個慣性傳感器輸入的葉片俯仰角將振動信號歸一化為在轉子的平面中以及垂直于所述轉子的所述平面。

7.根據權利要求4所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用來自所述一個或多個慣性傳感器的振動振幅作為轉子控制系統的反饋輸入，以使所述轉子控制系統的轉子振動最小化。

8.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述控制器通過將交變氣流分量除以穩態分量來計算所述湍流強度比。

9.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用閾值湍流強度比以給出葉片失速的指示。

10.根據權利要求9所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用通過所述一個或多個慣性傳感器測量的葉片俯仰角來縮放所述湍流強度比以根據葉片角調整所述閾值。

11.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用所述湍流強度比作為轉子控制系統的反饋輸入，以優化所述轉子控制系統的轉子的空氣動力學效率。

12.根據權利要求1所述的翼片性能監測器，其中所述控制器使用快速傅立葉變換方法過濾所述湍流值。

13.根據權利要求12所述的翼片性能監測器，其中所述控制器可包括陷波、帶通、高通、低通或低通拋物線濾波器以過濾所述湍流值。

14.一種翼片性能監測系統，包括：

至少一個皮托管壓力感測孔和至少一個靜壓孔，所述至少一個皮托管壓力感測孔用于確定翼片性能監測器處的總壓力，所述至少一個靜壓孔設置在翼片的低壓面上并用于確定所述翼片性能監測器處的靜壓；

至少一個空速相關傳感器，其測量所述皮托管壓力孔處的所述總壓力并生成指示在所述至少一個皮托管壓力孔處測量的動態壓力的數字氣流信號；

一個或多個慣性傳感器，其測量從其安裝位置的至多三個朝向上的加速度；和

控制器，其通過使用穩態氣流信號對測量的湍流強度進行歸一化來導出湍流強度比，從而產生湍流分量與穩態信號分量的無量綱湍流強度比，并且利用來自所述一個或多個慣性傳感器的所述加速度的頻率和振幅過濾來自所述數字氣流信號的湍流值，以消除不需要的葉片振動對湍流強度計算的影響。