[发明专利]一种基于ECT的航空发动机滑油检测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于ECT的航空发动机滑油检测系统。

背景技术

飞机发动机是一种对安全性、稳定性要求极为苛刻的大型设备。飞机发动机工艺复杂、运行环境恶劣，航空维修业一直难以对其进行精准快速的检测。飞机发动机工作过程中由于机械磨损等原因会产生金属屑等，金属屑与润滑油混合为两相流体。通过检测、分析滑油与固体颗粒两相流特性，可以实时地反映发动机工作状态，为飞机发动机维修提供可靠信息，进而减少故障，降低运营成本。

ECT技术的工作原理是不同的介质具有不同的介电常数，通过测量管道上分布的传感器电极对间的电容值，重新构建管道内介电常数的分布，进而获取管道截面上各相分布信息数据，是一种无辐射、可视化、实时性高(可达1500幅/s)、可靠性强的无损检测技术，目前多用于固/液、油/气等两相流体的检测，如密相煤粉灰气力输送过程检测等。ECT系统由以下几个部分组成：电极阵列(传感器)、数据采集与信号处理部分、图像重建与分析显示部分以及控制和激励信号发生部分。

发明内容

本发明的目的是为了优化低压铸造的控制系统，设计了一种基于ECT的航空发动机滑油检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于ECT的航空发动机滑油检测系统由数据采集子系统、数据处理模块、数据传输模块三大部分组成。

所述的数据采集部分是ECT系统的关键环节，数据采集系统主要由C/V转换模块、A/D转换模块、信号处理模块和USB总线数据通信模块四部分组成。

所述的交流C/V转换电路具有信噪比小，输出稳定精确等优点使其在微弱电容测量电路中得到了广泛应用。

所述的数据处理模块使用128M的DDR ΠsDRAM芯片。它有8Mbit的数据容量、16位的数据总线和8个Banks。

所述的数据传输模块采用CY68013AUSB2.0芯片，应用GPIF模式，通过GPIF端口与FPGA进行数据交换。

所述的系统在通信时， 由CY68013A作为主机(HOST)，FPGA作为从机(SLAVE)，在两者之间实现APP协议。

所述的系统在APP协议的4种操作中，只用数据读、写操作，即在FPGA内只设置2个寄存器，如寄存器一和寄存器二，数据读、写操作分别只对寄存器一和寄存器二操作。

所述的系统采用数字正交解调，由于采用16电极电容传感器，一共120个独立电容值，而解调每个独立的数据都需要至少1个周期的数据，系统采样频率为载波频率的8倍，故解调1个电容值至少要8个数据，而系统选用的AD转换器采样精度为14位，所以，需要2个字节存储，在传输过程中要传两次才能完成，所以整个测量过程一共120×2×8＝1920个数据。

本发明的有益效果是：

基于ECT的航空发动机滑油检测系统显著提高了数据传输的速度，同时应用数字正交相敏解调代替传统的模拟解调，有效提高了相敏解调实时性和系统精度，使ECT技术在飞机发动机滑油检测的应用提供了一定的前提条件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统的总体设计框图。

图2是ECT系统结构图。

图3是C/V 转换电路。

图4是AD9240单端输入方式。

图5是DDR Π控制器状态机。

图6是USB与FPGA的通讯。

图7是相敏解调流程图。

具体实施方式

如图1所示，基于ECT的航空发动机滑油检测系统由数据采集子系统、数据处理模块、数据传输模块三大部分组成。本系统采用SPartan-6系列XC6SLX16－2CSG324，对14位模数转换器AD9240进行时序控制满足乃奎斯特采样定律完成C/V转换电路输出信号的采样，然后将A/D转换后的数字信号存储到DDR Π存储器中。通过一定的滤波算法以及正交解调处理后，利用CY68013从控的方式将处理后的数据通过USB总线传送给PC机以完成成像部分。

如图2所示， ECT系统由以下几个部分组成：电极阵列(传感器)、数据采集与信号处理部分、图像重建与分析显示部分以及控制和激励信号发生部分。