CN106525436A - 一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统及方法。该系统热电偶为多个且分别安装在多个温度参数测点；传感器为多个且分别安装在多个压力流量参数测点；温度采集装置采集多个热电偶的温度值发送至计算机；压力流量采集装置采集多个传感器的频率或电流信号并将其转换压力值或流量值通过交换机发送至计算机；计算机接收到温度采集装置和压力流量采集装置发送的压力信号并将其进行数据处理和存储。方法主要是：1)配置参数测量通道表；2)传感器的校验获取系数K；3)制作系数文件及通道表；4)参数测量；5)系统停止工作。本发明能够很好的避免远距离的信号传输易造成信号衰弱和干扰，便于问题排查，适用于测点数量多的情况。

Description

一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统及方法

技术领域

本发明属于航天发动机试验技术领域，具体涉及一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统及方法。

背景技术

由于大型发动机长程试验排气系统规模庞大，试验测量系统具有被测参数种类多、测点数量多及测点分布面广等特点，一般发动机试验测量系统采用以下方法：

传感器信号通过长距离的电缆将信号输入到采集设备，用一台计算机控制采集设备实现对参数的采集、存储；当测量参数种类和数量较多时，采用多套采集系统与多台计算机组合实现参数测量。此方法能够实现对试验参数的测量，但存在很多缺点：远距离的信号传输易造成信号衰弱和干扰，问题排查比较麻烦，对于测点数量多的情况电缆消耗比较大，造成成本浪费。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明采用一种能够很好的避免远距离的信号传输易造成信号衰弱和干扰，问题排查比较麻烦，对于测点数量多的情况电缆消耗比较大等问题的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统及方法。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供给了一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，包括热电偶、传感器、温度采集装置、压力流量采集装置、交换机以及计算机；

所述热电偶为多个且分别安装在多个温度参数测点；所述传感器为多个且分别安装在多个压力流量参数测点；

温度采集装置采集多个热电偶的温度值发送至计算机；

压力流量采集装置采集多个传感器的频率或电流信号并将其转换压力值或流量值通过交换机发送至计算机；

计算机接收到温度采集装置和压力流量采集装置发送的压力信号并将其进行数据处理和存储。

上述压力流量采集装置包括前端转接柜、模拟量信调模块以及DS-Net采集设备；所述传感器通过前端转接柜与模拟量信调模块连接；模拟量信调模块将传感器发送的电流或频率信号转换成电压信号发送至DS-Net采集设备；DS-Net采集设备用于将采集的电压信号转换成压力值或流量值后通过交换机发送至计算机。

上述温度采集装置为CRIO分布式数据采集装置。

上述温度采集装置为两个。

基于上述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，现对该系统的参数测量方法进行描述，包括以下步骤：

1)配置参数测量通道表；

所述参数测量通道表包括测点对应的通道号以及通道号对应的测试点是否进行测量的状态；

2)传感器的校验获取系数K；所述系数K为传感器的电压信号与实际的压力值或流量值的比值；

3)制作系数文件及通道表；

利用步骤2)获取的系数K，结合步骤1)中的参数测量通道表，绘制系数文件及通道表；所述系数文件及通道表包括测点对应的通道号、通道号对应的测试点是否进行测量的状态以及测试点对应的传感器的系数K；

4)参数测量；

4.1)系统启动；计算机、交换机、压力流量采集装置、温度采集装置、传感器以及热电偶启动；

4.2)计算机读取步骤3)中的系数文件及通道表，压力流量采集装置、温度采集装置处于待机状态；

4.3)当计算机接收到点火同步信号后，压力流量采集装置、温度采集装置开始工作；

4.4)数据采集和存储；

A：传感器将采集到的测点的频率或电流信号发送至模拟量信调模块，模拟量信调模块将频率或电流信号转换成电压信号后，DS-Net采集设备接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，压力流量采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

B：热电偶将采集到的测点的信号发送至温度采集装置的CRIO分布式数据采集装置后接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，温度采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

4.5)数据处理；

计算机选取存储的数据按照要求进行数据处理，得到相应的压力、流量、温度等参数的试验数据；

5)系统停止工作，测量结束。

上述步骤2)的具体步骤是：

2.1)在传感器端加载额定的电流或频率信号值，模拟传感器信号的标准输出，通过前端转接柜发送到模拟量信调模块；

2.2)模拟量信调模块将不同电流或频率信号转换成其对应的电压信号并发送至DS-Net采集设备；

2.3)DS-Net采集设备将电压信号通过手动/自动控制方式进行实时数据采集、存储，完成与上位计算机的数据实时同步；

2.4)获取的压力值或者流量值与传感器的电压值的比值作为系数K。

本发明的优点在于：

1、本发明通过一台计算机分别控制一台压力流量采集装置和二台温度采集装置进行工作，这种集散式的参数测量方法大大节约了测控电缆的铺设，实现了远程数据采集、实时显示及数据处理等功能，经过发动机试验的验证，测控系统稳定、可靠。

2、本发明采用的压力流量采集装置具有256路压力流量通道、温度采集装置具有64路温度通道，压力流量采集装置每通道具备2000点/秒的采样速率，能够实时准确地获得参数数据，快速完成对大数据的处理，采集系统精度可达到千分之一。

附图说明

图1为本发明系统结构框架图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供给了一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，包括热电偶、传感器、温度采集装置、压力流量采集装置、交换机以及计算机；

所述热电偶为多个且分别安装在多个温度参数测点；所述传感器为多个且分别安装在多个压力流量参数测点；

温度采集装置采集多个热电偶的温度值发送至计算机；由于在发动机试验过程中，发动机的占地面积较大，而连接热电偶和温度采集装置的线缆成本较高，因此，为了满足要求并且节省成本，本案中的温度采集装置由2套CRIO采集装置组成，共包括热电偶通道64路。

压力流量采集装置采集多个传感器的频率或电流信号并将其转换压力值或流量值通过交换机发送至计算机；压力流量采集装置包括前端转接柜、模拟量信调模块以及DS-Net采集设备；传感器通过前端转接柜与模拟量信调模块连接；模拟量信调模块将传感器发送的电流或频率信号转换成电压信号发送至DS-Net采集设备；DS-Net采集设备用于将采集的压力信号转换成压力值或流量值后通过交换机发送至计算机。DS-Net采集设备具备256路模拟电压量采集通道，每通道采集速率2000点/秒。

计算机接收到温度采集装置和压力流量采集装置发送的压力信号并将其进行数据处理和存储。

基于上述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，现对该系统的参数测量方法进行描述，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1)配置参数测量通道表；

所述参数测量通道表包括测点对应的通道号以及通道号对应的测试点是否进行测量的状态；

步骤2)传感器的校验获取系数K；所述系数K为传感器的电压信号与实际的压力值或流量值的比值；

获取K的具体做法是：

步骤2.1)在传感器端加载额定的电流或频率信号值，模拟传感器信号的标准输出，通过前端转接柜发送到模拟量信调模块；

步骤2.2)模拟量信调模块将不同电流或频率信号转换成其对应的电压信号并发送至DS-Net采集设备；

步骤2.3)DS-Net采集设备将电压信号通过手动/自动控制方式进行实时数据采集、存储，完成与上位计算机的数据实时同步；

步骤2.4)获取的压力值或者流量值与传感器的电压值的比值作为系数K；

步骤3)制作系数文件及通道表；

利用步骤2)获取的系数K，结合步骤1)中的参数测量通道表，绘制系数文件及通道表；所述系数文件及通道表包括测点对应的通道号、通道号对应的测试点是否进行测量的状态以及测试点对应的传感器的系数K；

步骤4)参数测量；

步骤4.1)系统启动；计算机、交换机、压力流量采集装置、温度采集装置、传感器以及热电偶启动；

步骤4.2)计算机读取步骤3)中的系数文件及通道表，压力流量采集装置、温度采集装置处于待机状态；

步骤4.3)当计算机接收到点火同步信号后，压力流量采集装置、温度采集装置开始工作；

4.4)数据采集和存储；

A：传感器将采集到的测点的频率或电流信号发送至模拟量信调模块，模拟量信调模块将频率或电流信号转换成电压信号后，DS-Net采集设备接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，压力流量采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

B：热电偶将采集到的测点的信号发送至温度采集装置的CRIO分布式数据采集装置后接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，温度采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

4.5)数据处理；

计算机选取存储的数据按照要求进行数据处理，得到相应的压力、流量、温度等参数的试验数据；

5)系统停止工作，测量结束。

Claims (6)

1.一种发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，其特征在于：包括热电偶、传感器、温度采集装置、压力流量采集装置、交换机以及计算机；

所述热电偶为多个且分别安装在多个温度参数测点；所述传感器为多个且分别安装在多个压力流量参数测点；

温度采集装置采集多个热电偶的温度值发送至计算机；

压力流量采集装置采集多个传感器的频率或电流信号并将其转换压力值或流量值通过交换机发送至计算机；

计算机接收到温度采集装置和压力流量采集装置发送的压力信号并将其进行数据处理和存储。

2.根据权利要求1所述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，其特征在于：所述压力流量采集装置包括前端转接柜、模拟量信调模块以及DS-Net采集设备；所述传感器通过前端转接柜与模拟量信调模块连接；模拟量信调模块将传感器发送的电流或频率信号转换成电压信号发送至DS-Net采集设备；DS-Net采集设备用于将采集的电压信号转换成压力值或流量值后通过交换机发送至计算机。

3.根据权利要求1所述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，其特征在于：所述温度采集装置为CRIO分布式数据采集装置。

4.根据权利要求1所述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统，其特征在于：所述温度采集装置为两个。

5.一种基于权利要求4所述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统的参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配置参数测量通道表；

所述参数测量通道表包括测点对应的通道号以及通道号对应的测试点是否进行测量的状态；

2)传感器的校验获取系数K；所述K为传感器的电压信号与实际的压力值或流量值的比值；

3)制作系数文件及通道表；

利用步骤2)获取的系数K，结合步骤1)中的参数测量通道表，绘制系数文件及通道表；所述系数文件及通道表包括测点对应的通道号、通道号对应的测试点是否进行测量的状态以及测试点对应的传感器的系数K；

4)参数测量；

4.1)系统启动；计算机、交换机、压力流量采集装置、温度采集装置、传感器以及热电偶启动；

4.2)计算机读取步骤3)中的系数文件及通道表，压力流量采集装置、温度采集装置处于待机状态；

4.3)当计算机接收到点火同步信号后，压力流量采集装置、温度采集装置开始工作；

4.4)数据采集和存储；

A：传感器将采集到的测点的频率或电流信号发送至模拟量信调模块，模拟量信调模块将频率或电流信号转换成电压信号后，DS-Net采集设备接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，压力流量采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

B：热电偶将采集到的测点的信号发送至温度采集装置的CRIO分布式数据采集装置后接收点火同步信号进行实时数据采集，通过交换机发送至计算机；测量完成后系统停止，温度采集装置和计算机进行数据自动同步，按照自定义的命名方式将采集的数据在计算机上存储；

4.5)数据处理；

计算机选取存储的数据按照要求进行数据处理，得到相应的压力、流量和温度参数的试验数据；

5)系统停止工作，测量结束。

6.根据权利要求5所述的发动机试验长程排气系统集散式参数测量系统的参数测量方法，其特征在于：所述步骤2)的具体步骤是：

2.1)在传感器端加载额定的电流或频率信号值，模拟传感器信号的标准输出，通过前端转接柜发送到模拟量信调模块；

2.2)模拟量信调模块将不同电流或频率信号转换成其对应的电压信号并发送至DS-Net采集设备；

2.3)DS-Net采集设备将电压信号通过手动/自动控制方式进行实时数据采集、存储，完成与上位计算机的数据实时同步；

2.4)获取的压力值或者流量值与传感器的电压值的比值作为系数K。