CN100538305C - 振动测量与记录的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种系统和方法，能够简化对未处理振动数据的访问。信号调节器(30)即使是安装在发动机(14)或发动机塔门上，也能使输入信号数字化，并能对有限数量的未处理数据加以分析和储存。对未处理信号以高速率数字化，并将该数字化值予以储存。该储存值能供飞行后检索。这种改进的飞行器振动处理器和记录系统，即使所配置的处理器(30)位于发动机(14)或发动机塔门上，也能够方便访问未处理的振动波形。

Description

振动测量与记录的系统和方法
技术领域
本发明涉及对飞行器发动机振动的监控以及，更确切的说，涉及到利用一种计算机系统对飞行器发动机的未处理振动信号的访问。
背景技术
典型的商用飞行器发动机为了监控发动机的寿命状态并为飞行人员提供振动指示，都具有加速表以及相关联的信号调节系统。大多数现行飞行器振动监控系统具备的振动监控计算机位于飞行器机体的电子学舱内，加速表位于发动机上。初始信号调节单元，如放大器，可以位于发动机上，支柱上，或者在飞行器的电子学舱内。作为一种信号处理单元的振动监控计算机通常位于飞行器电子学舱内，其执行的功能为，例如对信号进行过滤以确定同步振动。该信号处理器的输出将原始信号的表示大大简化。对每个发动机转子的典型输出将仅为1/rev的振动幅度，例如每秒报告一次的1/rev LP(低压)和HP(高压)值。更加复杂的原始振动信号将包含这种信息，以及对其它频率的响应，例如1/rev的谐波，转子叶片的通过频率以及旋转元件轴承的通过频率。
但是，有些发动机和飞行器系统中，这种信号处理器位于发动机或发动机塔门上。把振动监控计算机安装在发动机或塔门上与在飞行器电子学舱相比的优点在于，系统的重量较轻，振动信号受噪声的影响较少。但是，假如发生振动问题，在这里要访问未处理振动信号以便对起因进行合理诊断，就需要采取某些行动，例如要从发动机上信号处理计算机通过机翼到飞行器船舱铺设电线来访问这些未处理的数据。这样，当振动监控计算机位于发动机上，为发现并修理故障而要访问未处理的波形数据时就会有困难，这不是完全不可能的。
所以希望提供从一种振动监控计算机对未处理振动信号的访问，具体地说，当该振动监控计算机安装在发动机上或发动机附近时，不需要象目前现有技术所要求采取的特殊措施。
发明内容
建议了一种利用振动监控计算机储存数据的系统和方法。这种改进了的飞行器振动处理器和记录系统，即使所配置的处理器位于发动机或发动机塔门上，也能方便访问未处理的振动波形。利用本发明可以排除对未处理振动信号访问的困难。
因此，本发明提供一种系统和方法，能够简化对未处理振动数据的访问。该信号调节器，即使当它被安装在发动机或发动机塔门上时，也能使输入信号数字化，并能够对有限数量的未处理数据加以分析和储存。对未处理信号以高速率数字化，并将该数字化值予以储存。以供飞行后检索该储存值。
附图说明
图1是阐明位于飞行器机体内的振动监控计算机的振动测量与记录系统的现有技术方框图；
图2是阐明位于发动机上的振动监控计算机的振动测量与记录系统的现有技术方框图；
图3是按照本发明配置的振动测量与记录系统的方框图。
具体实施方式
图1是阐明对飞行器发动机中振动进行测量和记录的现有技术系统10的配置方框图。图1表示的配置中，信号调节器16安装在发动机12上。振动监控计算机18位于飞行器14的电子学舱内。振动监控计算机18的典型输出为1/rev值，如方框20指示的，在特定的时间间隔内向飞行器报告，从每秒几次到好多秒一次之间改变。原始输入信号用方框22处未处理波形数据表示。如果需要未处理振动信号，从飞行器船舱电子学舱可以容易地对它进行访问。
最近的现有技术系统已经把振动监控计算机从飞行器电子学舱移动到发动机处，如图2所示。这样一般可使系统重量减轻，而且减少受电子学噪声和虚假信号的影响。但是，这种配置的缺点在于，要访问未处理振动信号以便发现故障并进行修理时，将有困难甚至于不可能。
仍然见图1和2，并参见图3，本发明建议了一种新的用于测量和记录飞行器发动机振动的配置28。在有些配置中，例如图2和3阐明的，振动监控计算机30安装在发动机上，如图2方框32所示。本技术领域的熟练人员可以显然看出，本发明也能应用于振动监控计算机30安装在发动机塔门上的配置，这并不偏离本发明的范围。图3所示配置提供了一种新的能解决图2所示配置存在的对未处理数据访问的问题。
由此，按照本发明，振动监控计算机30的能力得到了扩展，为访问未处理振动信号不再需要采取特殊措施。现有技术振动监控计算机，或信号调节器，30使输入信号数字化，并有能力对有限数量的数据进行分析和储存。本发明系统利用这种现有能力并使计算机的储存容量增加。储存容量的增加可以利用任意一种合适的手段，例如在计算机中增加一个芯片以提供扩展内存。用足以获取模拟波形实质的高速率，例如每秒500-5000个采样，将未处理信号数字化，并将这些数字化值予以储存。一种可用的商用芯片或其它合适器件，如数字转换器，可以用来使信号数字化以便储存在计算机中。可以把计算机软件设置为在某些确定条件下开始对未处理振动波形的获取。例如，数据获取的开始可以在特定时间，在特定的发动机转子速度时，在特定事件发生时，例如达到一个振动幅度阈值，或者利用来自飞行器的输入指令。计算机的扩展能力可以将数字化的未处理数据予以储存，供飞行之后检索。由于模拟信号数字化的速率高，提供的信息和原始模拟信号的差不多，所以基本上等价于已经对原始未处理信号进行的访问。作为一个实际情况，如果这些信息在飞行中不能被检索时，但在飞行后该信息可以不损失任何数据而被检索到。这样就排除了，例如振动监控计算机安装在发动机上时，对未处理振动信号访问的困难问题。
本发明技术还可以被利用去获取在事件发生过程中的未处理振动信号，这些事件是由于强烈振动、发动机停转、发动机发生故障、驾驶员输入命令、或其它参数触发的现场事件而发生的。不需要任何特殊仪器而具有访问现场事件的未处理振动数据的能力是目前系统还不具备的。而这种能力对于诊断问题和现场事件特别方便。
虽然这里描述的是本发明的一个优选实施方案，但本技术领域的熟练人员都会理解，在不偏离本发明范围内，可以对它进行各种更改，也可以用相当的元件替代其元件。除此之外，在基本上不偏离本发明范围内，为适应具体情况对本发明所述内容可以进行许多修改。所以，尽管这里公开的具体实施方案是实现本发明的最好模式，但本文并不有意限制在这个具体方案，本发明将包括在所附权利要求范围内的所有实施方案。
附图标记明细表
10.现有技术的振动测量和记录系统
12.发动机
14.飞行器
15.加速表
16.现有技术系统的信号调节器
18.电子学舱内的振动监控计算机
20.振动监控计算机的输出
22.未处理波形数据
24.可用于发现故障及修理的数据
28.振动测量和记录系统的新配置
30.安装在发动机上的振动监控计算机，信号调节器
32.计算机在发动机上的系统
34.被储存的波形数据

Claims (9)

1.一种能简化对未处理振动数据访问的系统(28)，该数据由与飞行器(14)发动机相关联的振动监控计算机(30)收集，当该振动监控计算机安装在发动机上时，所说的系统包括：
为获取未处理振动波形的装置；
用足以获取模拟波形数据(22)的高速率对所获取未处理振动波形进行数字化的装置；
为振动监控计算机(30)提供扩展内存的装置；以及
为储存已被数字化的所获取的未处理振动波形以便随后检索的装置。
2.如权利要求1所要求的系统，其中用于获取的装置包括把模拟振动信号输入到振动监控计算机(30)中。
3.如权利要求1所要求的系统，其中将所获取的未处理振动波形进行数字化的装置包括一种模拟数字转换器。
4.如权利要求1所要求的系统，其中储存数字化波形的装置包括与振动监控计算机(30)相关联的储存芯片。
5.一种能简化对未处理振动数据访问的系统，该数据由与飞行器(14)发动机相关联的振动监控计算机(30)收集，当该振动监控计算机安装在发动机塔门上时，所说的系统包括：
获取未处理振动波形的装置；
用足以获取模拟波形数据(22)的高速率对所获取的未处理振动波形进行数字化的装置；
为振动监控计算机(30)提供扩展内存的装置；以及
为储存已被数字化的所获取的未处理振动波形以便随后检索的装置。
6.如权利要5所要求的系统，其中用足以获取模拟波形数据(22)的高速率对所获取未处理振动波形进行数字化的装置，进一步包括将所获取未处理振动波形以至少每秒500采样的速率进行数字化的装置。
7.如权利要求5所要求的系统，其中用足以获取模拟波形数据(22)的高速率对所获取未处理振动波形进行数字化的装置，进一步包括将所获取未处理振动波形以每秒5000采样的速率进行数字化的装置。
8.一种能简化对未处理振动数据访问的方法，该数据由与飞行器(14)发动机相关联的振动监控计算机(30)收集，当该振动监控计算机(30)安装在发动机或发动机塔门上时，所说的方法包括的步骤为：
获取未处理振动波形；
用足以获取模拟波形数据(22)的高速率对所获取的未处理振动波形进行数字化；
为振动监控计算机(30)提供扩展内存；以及
储存已被数字化的所获取的未处理振动波形以便随后检索。
9.如权利要求8所要求的方法，其中提供扩展内存的步骤包括给振动监控计算机(30)提供储存装置的步骤。
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