[发明专利]一种用于航空发动机的振动检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统，特别涉及一种检测航空发动机振动情况的检测系统。

背景技术

航空发动机从设计、制造到安装、使用、维护、检修有许多环节，任何环节的偏差都会造成航空发动机性能劣化或故障。同时，使用过程中航空发动机处于各种各样的条件下，其内部必然会受到力、热、摩擦等多种物理、化学作用，使其性能发生变化，最终导致航空发动机故障。航空发动机发生故障时，首先就会在振动特性上予以体现，就如同中医的号脉一样，人体有疾病时，脉搏就会发生变化。航空发动机在运行过程中振动发生的变化主要包括振动特性的变化和振动量级的变化，通过对这两类变化进行实时的监控就可以相对较早的发现故障，提高安全性。

现在的飞机，尤其是用于教学的教练机上，往往没有安装相应的航空发动机振动检测及预警系统，飞机的飞行安全带来极大的隐患。在地面机务检查工作中，由于飞机没有发动机实时振动检测及预警系统，维护飞机的质量对人的依赖性很大，技术好的机械师在做机务检查时能够发现可能的飞机发动机故障，而技术水平差的机械师可能会出现错检或漏检的情况，直接威胁着飞行安全。在空中飞行中，有经验的飞行员可依据仪表指示，飞行感觉及声音判断飞机发动机的工作状态，并作出正确的处置，而年轻的飞行员却很难正确的判断发动机的工作状态同时也无法作出正确的处置。发动机实时振动检测及预警系统可以作为发动机的辅助判断方法，在地面检查中，可以为机务人员提供更为精确的发动机工作状态信息，当发动机出现故障时，可以及时的发现，杜绝可能的飞行故障隐患，在空中飞行时，当发动机发生故障时，提前给出报警，以便飞行员及早处置，提高飞行安全。

中国专利CN101469647公开了一种飞机涡轮发动机，其包括一个前风扇、一个位于风扇下游的中间外壳，所述中间外壳带有通过径向臂连接到一起的外壳套和轮毂，以及一个带有外壳套的排气外壳，两个外壳在同一个轴线ＸＸ上对准，外挂梁包括细长形的吊架机构，所述吊架机构在上游通过一个前固定部分刚性固定到中间外壳的外壳套上，所述前固定部分包括一个传输轴向和侧向力的装置，在下游通过后固定部分连接到所述排气外壳上。该发动机在高速运转时容易出现强烈的振动，但是该发动机上没有装载相应的振动检测装置，就容易在发动机运转出现问题时不易被发现，从而导致危险。

因此积极开展发动机实时振动检测及预警系统的研究工作并尽快在飞机，尤其是教练机上安装该系统是急待解决的问题，具有重大的现实和长远意义。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种用于航空发动机的振动检测系统，其包括数据采集单元、振动信号调理单元以及转速信号调理单元，其中数据采集单元支持DMA传输方式和直接端口操作能力，其配置地用于采集发动机的振动信号和转速信号，并将采集到的振动信号和转速信号通过独立的两个通道传送至振动信号调理单元和转速信号调理单元，振动信号调理单元和转速信号调理单元与A/D转换单元相连接，A/D转换单元与计算机平台相连接，计算机平台与数据处理单元通过数据线相连接，数据处理单元同时与数据存储单元、数据显示单元、数据回收单元以及网络通讯单元并列连接。

优选的是，所述数据采集单元自身提供时钟，用硬件定时器完成采样频率的设置。

在上述任一方案中优选的是，所述振动信号调理单元配置成用于对振动信号进行前端限压处理和后端跟随处理，并完成信号衰减，使信号幅值的范围达到正负5V的范围内，在完成信号隔离后对信号采用截止频率为20KHz的4阶巴特沃司型的滤波器进行滤波。

在上述任一方案中优选的是，转速信号调理单元配置成用于对转速信号前端限压并完成信号衰减，使信号幅值的范围达到5V的范围内，在完成信号隔离后对信号采用了截止频率为10KHz的4阶巴特沃司型的滤波器进行滤波。

在上述任一方案中优选的是，所述A/D转换单元采用12位A/D转换芯片，具有12位高分辨率，其采样速率最高可达100K。

在上述任一方案中优选的是，所述计算机平台采用嵌入式计算机系统，该嵌入式计算机系统具有ARM处理器，256M内存，4G非易失性存储器，并配以网络接口和串行接口。

在上述任一方案中优选的是，所述该计算机平台配备有电源，该电源的输入电压为27V，且具有安全保护、输出电压短路保护、输出过电压保护以及除错后自动回复功能。