[发明专利]一种机载多通道振动信号同步采集系统及方法

说明书

一种机载多通道振动信号同步采集系统及方法，包括电流源电路(1)、振动传感器(2)、隔离放大电路(3)、抗混叠滤波电路(4)、A/D转换芯片(5)、同步控制采集电路(6)、控制器(7)和固态硬盘(8)；系统通过电流源电路(1)给振动传感器(2)供电，振动传感器(2)输出的振动信号通过隔离放大电路(3)、抗混叠滤波电路(4)送至A/D转换芯片(5)，同步控制采集电路(6)控制多个A/D转换芯片(5)同步采集，采集的数据被控制器(7)运算处理并送固态硬盘(8)存储。实现了多路振动信号的高速同步采集，满足了复杂环节下多通道振动数据快速实时采集和存储的要求。

技术领域

本发明属于先进制造和自动控制技术领域。

背景技术

本系统采集直升机相关部件和部位的振动，并获取飞行参数等信号，利用信号处理和分析技术，掌握这些动部件的运行状态，及时发现结构故障隐患，为直升机为旋翼锥体和动平衡调整、尾传动轴动平衡、全机和部件振动响应分析、动力传动链稳定性分析、维护和保障提供原始监测数据和参考信息。通过本系统可以为直升机的维护提供有力的技术保障和支撑，并将为用户和制造商节省大量的外场排故、维护和保养成本，产生客观的经济和社会效益。

直升机的振动主要是因为其自身的设计以及工作特性，其激振力主要来自旋翼、传动系统、发动机振动，监控直升机相关部件和部位的振动，对于直升机的安全是非常有必要。而传统的振动信号采集系统多以单片机为中央处理器，结合外围的信号调理电路，A/D转换电路，以及控制电路来构成数据采集模块。单片机对数据的运算与处理能力有限，实时性低，难以适应多通道振动数据快速实时采集与处理的要求。因而提出了一种以控制同步电路和高速处理器为核心的一种机载多通道振动信号同步采集系统及方法，从而在信号采集与处理方面具有速度快、实时性高，并且可实现数字信号处理算法，从而提高了振动检测的实时性和高效化。

鉴于以上所述现有振动信号采集系统缺陷，本发明人针对现有技术深入研究，并有本案产生。

发明内容

本发明的目的：本发明是针对现有的信号采集装置无法实时采集和保存机载设备振动信号的问题，提出了一种机载多通道振动信号同步采集系统及方法，通过合理配置外围信号调理电路、同步控制采集电路6和处理器7，使得采集系统能够完成多路振动信号的高速采集，每通道采集速率可以达到10KHz，满足机载环境振动信号的采集要求。

本发明的技术方案为：一种机载多通道振动信号同步采集系统，包括电流源电路1、振动传感器2、隔离放大电路3、抗混叠滤波电路4、A/D转换芯片5、同步控制采集电路6、控制器7和固态硬盘8；系统通过电流源电路1给振动传感器2供电，振动传感器2输出的振动信号通过隔离放大电路3、抗混叠滤波电路4送至A/D转换芯片5，同步控制采集电路6控制多个A/D转换芯片5同步采集，采集的数据被控制器7运算处理并送固态硬盘8存储。

所述一种机载多通道振动信号同步采集系统，所述振动传感器2为IEPE接口的集成压电式加速度传感器。

所述一种机载多通道振动信号同步采集系统，所述隔离放大电路3去除振动传感器2输出的振动信号中的直流分量，同时对振动信号中的交流分量进行放大处理。

所述一种机载多通道振动信号同步采集系统，所述抗混叠滤波电路4，去除振动信号中混杂的高频干扰信号，保证有效的振动信号输入给A/D转换芯片5。

所述一种机载多通道振动信号同步采集系统，所述A/D转换芯片5实现振动信号模拟量到数字量的转换。

本发明还提供一种机载多通道振动信号同步采集方法，包括以下步骤：

步骤1.上电；

步骤2.振动传感器2向信号隔离放大电路3输出振动信号；

步骤3.信号隔离放大，隔离放大电路3去除振动传感器2输出的振动信号中的直流分量，同时对振动信号中的交流分量进行放大处理；