CN106741993A - 飞机健康监测与管理系统 - Google Patents
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Abstract
飞机健康监测与管理系统，包括传感器矩阵、放大器、信号交换集线器、机载数据采集存储系统和地面数据维护分析系统，传感器矩阵包括压电传感器和温度补传感器，压电传感器紧贴在飞机壳体表面，温度传感器在飞机壳体表面，放大器设置在飞机内部，信号交换集线器设置在飞机内部，机载数据采集存储系统设置在飞机内部，信号交换集线器通过电缆与机载数据采集存储系统连接，地面数据维护分析系统为独立设备当飞机飞行结束后通过以太网口与机载数据采集存储系统连接。该系统实现飞机在滑行、飞行的整个过程中，对飞机结构完整性、受力变形情况进行快速准确的健康监测，达到确保飞行安全的目的。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体地涉及飞机健康监测与管理系统。
背景技术
飞机在飞行过程中受到气流等形成对飞机机体产生各种压力，特别是飞机在做各种机动动作时飞机机体受压更加明显，在判断飞机做各种机动动作飞机机体受压是否满足设计要求，飞机整体是否在安全包线范围内飞行，都是需要对机体受压情况进行检测的，以确保飞机的飞行安全。目前对飞机飞行过程中受到空气气流影响飞机机体受力产生变化的检测方式基本上处于空白，或者是单纯的安装几个压力传感器，用以检测飞机受压情况。但是这种并不能完全检测飞机全机受压情况，且受压只是飞机飞行的其中之一的目标，受压时飞机表面温度变化也是监测重要指标。目前的这种监测方法并没真实监测飞机飞行过程中的各种指标，达不到掌握飞机安全飞行的目的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种飞机健康监测与管理系统，该系统全面监测了飞机滑行飞机过程中的飞机结构中的相应指标，合理分析管理飞机机体结构受压的情况，较好的诊断飞机健康状况，实现飞机健康监测与管理的目标。
飞机健康监测与管理系统，包括传感器矩阵、放大器、信号交换集线器、机载数据采集存储系统和地面数据维护分析系统，传感器矩阵包括压电传感器和温度补传感器，压电传感器紧贴在飞机壳体表面，温度传感器在飞机壳体表面，放大器设置在飞机内部，信号交换集线器设置在飞机内部，机载数据采集存储系统设置在飞机内部，压电传感器和温度补传感器通过电缆与放大器连接，放大器通过电缆与信号交换集线器连接，信号交换集线器通过电缆与机载数据采集存储系统连接，地面数据维护分析系统为独立设备当飞机飞行结束后通过以太网口与机载数据采集存储系统连接。
进一步，该飞机健康监测与管理系统的放大器个数为1至50个。
通过该技术手段本发明取得的有益技术效果为，该系统实现飞机在滑行、飞行的整个过程中，对飞机结构完整性、受力变形情况进行快速准确的健康监测，达到确保飞行安全的目的。该系统具有在线和离线两种工作模式，可根据实际工作需要选择工作模式。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。
飞机健康监测与管理装备由传感器矩阵、放大器、信号交换集线器、机载数据采集存储系统及地面数据维护下载分析系统组成。实现飞机在滑行、飞行的整个过程中，对飞机结构完整性、受力变形情况进行快速准确的健康监测，达到确保飞行安全的目的。本装备具有在线和离线两种工作模式，可根据实际工作需要选择工作模式。
传感器矩阵：由压电传感器（黑色）和温度补传感器（红色）组成。工作时压电传感器具有主动和被动两种功能，在主动检测模式中，硬件可以用来自动产生预先选定的超声诊断信号，并将其传送给相邻的传感器，根据其相邻传感器的响应，可以判断一个结构中损害位置和大小，材料特性变化等；被动检测模式时类似于一个内置的超声无损检测系统，检测系统能够产生最小失真的超声应力波，结构的变化对该应力波十分灵敏，当一个传播的应力波遇到结构几何形状或材料特性的不连续性，其波形会被反射或散射，通过对多次波分量和特性分量的提取进行判断，做出飞机健康与否的判定。
放大器：飞机健康监测是在面积大、分布距离长的非平面上进行，为了提高监测精度，同时也为了给传感器提供足够的输出功率，让相邻的传感器能够接收到信号，所以放大器是非常重要的组成部分。
信号交换集线器：飞机上要在多处根据关注点面积安装传感器矩阵，并且传感器还要进行分组，所以要将信号通过交换集线器分配到每一个测试点上。
机载数据采集存储系统：为传感器提供主动扫描激发信号的同时可采集所有传感器对激励信号的接收，可作为金属、复合材料结构主动式健康监测与管理装备使用。其系统功能及硬件特性如下：① 具有校准功能；②传感器信号收发配对；③数据的实进采集和存储；④数据可下载（以太网口）；⑤具有报警功能。
地面数据维护分析系统：滑行、飞行结束后通过以太网口将飞机健康监测与管理设备的数据下载到用户地面数据维护分析系统中，对数据进行详细分析处理，并显示分析结果。
工作原理：飞机健康监测与管理装备是采用比较法对飞机健康状态进行监测与管理的，首先应在结构完好的情况下进行结构基准信号采集，将测试数据作为基准数据进行保存。在后续飞机滑行、飞行进的测试数据与基准进行比较，通过信号到达时间的改变、信号幅度的改变、一个新的波分量的增加都意味着一个结构异常的出现，对采集到的信号进行处理和提取关键特征，即可用于诊断飞机健康状况，实现飞机健康监测与管理的目标。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.飞机健康监测与管理系统，其特征在于：所述飞机健康监测与管理系统包括传感器矩阵、放大器、信号交换集线器、机载数据采集存储系统和地面数据维护分析系统，所述传感器矩阵包括压电传感器和温度补传感器，所述压电传感器紧贴在飞机壳体表面，所述温度传感器在飞机壳体表面，所述放大器设置在飞机内部，所述信号交换集线器设置在飞机内部，所述机载数据采集存储系统设置在飞机内部，所述压电传感器和温度补传感器通过电缆与放大器连接，所述放大器通过电缆与信号交换集线器连接，所述信号交换集线器通过电缆与机载数据采集存储系统连接，所述地面数据维护分析系统为独立设备当飞机飞行结束后通过以太网口与机载数据采集存储系统连接。
2.根据权利要求1所述的飞机健康监测与管理系统，其特征在于：所述放大器个数为1至50个。
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