CN107255492A - 一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统 - Google Patents

一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，包括运动检测单元、运行检测单元、大气环境指标检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；运动检测单元用于实时检测飞行器的飞行速度和飞行高度；运行检测单元用于实时检测飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息；大气环境指标检测单元用于实时检测空气温度、粉尘浓度以及光照强度；该系统通过外接传感器监测飞行器的主旋翼、尾桨、传动系统、发动机各部位的振动、转速、噪声的综合监测分析实现对飞行器的整体健康监测；对于飞行器的健康状态故障诊断预测，健康监测提供有力的数据支撑，进而实现飞行器维护的有针对性、维修的及时高效具有较好的经济效益和军事效益。

Description

一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统
技术领域
本发明涉及智能传感技术领域，特别涉及一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统。
背景技术
随着飞行器的研发和应用发展越来越快，对于飞行器的信息化维修保障体系的要求也越来越高。目前用于我国飞行器的故障诊断和维修的检测设备集成度不高、体积大、不易在飞行器飞行状态实时采集机内信息并进行故障分析处理、以至造成设备维护不到位、发生故障后不能及时确定故障部件、维修周期长等等问题现状。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，包括运动检测单元、运行检测单元、大气环境指标检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述运动检测单元用于实时检测飞行器的飞行速度和飞行高度，并将所检测到的飞行速度和飞行高度值实时发送给所述中央处理器；所述运行检测单元用于实时检测飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息，并将所检测到的姿态信息、承压信息以及振动信息实时发送给所述中央处理器；所述大气环境指标检测单元用于实时检测空气温度、粉尘浓度以及光照强度，并将所检测到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述运动检测单元所发送的飞行速度和飞行高度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行速度和飞行高度值与设定的飞行速度和飞行高度值进行实时对比，若所接收到的飞行速度和飞行高度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运动检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述运行检测单元所发送的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息与标准的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息进行实时对比，若所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运行检查异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述大气环境指标检测单元所发送的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息与标准的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息进行实时对比，若所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出大气环境指标异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的运动检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的运行检查异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的大气环境指标异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行速度和飞行高度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给监控中心以及移动客户端。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有转速传感器，所述转速传感器用于实时采集飞行器的转速信号。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有噪声传感器，所述噪声传感器用于实时采集飞行器的噪声信号。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有湿度检测传感器，所述湿度检测传感器用于实时检测空气中的湿度。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测电池的总电量和电池的当前剩余电量。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有应变片，所述应变片用于检测飞行器表面的应变差。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明和现有技术相比，其优点在于：
本发明提供的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，通过外接传感器监测飞行器的主旋翼、尾桨、传动系统、发动机各部位的振动、转速、噪声的综合监测分析实现对飞行器的整体健康监测；该系统实现了飞行器飞行工作状态下机上关键组部件的结构性能数据的监测获取，从而可以用来对飞行器的关键组部件的当前工作状态、发展趋势进行监测和跟踪预警，对于飞行器的健康状态故障诊断预测，健康监测提供有力的数据支撑，进而实现飞行器维护的有针对性、维修的及时高效具有较好的经济效益和军事效益。
附图说明
图1为本发明提供的系统图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，包括运动检测单元、运行检测单元、大气环境指标检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述运动检测单元用于实时检测飞行器的飞行速度和飞行高度，并将所检测到的飞行速度和飞行高度值实时发送给所述中央处理器；所述运行检测单元用于实时检测飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息，并将所检测到的姿态信息、承压信息以及振动信息实时发送给所述中央处理器；所述大气环境指标检测单元用于实时检测空气温度、粉尘浓度以及光照强度，并将所检测到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述运动检测单元所发送的飞行速度和飞行高度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行速度和飞行高度值与设定的飞行速度和飞行高度值进行实时对比，若所接收到的飞行速度和飞行高度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运动检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述运行检测单元所发送的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息与标准的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息进行实时对比，若所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运行检查异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述大气环境指标检测单元所发送的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息与标准的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息进行实时对比，若所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出大气环境指标异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的运动检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的运行检查异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的大气环境指标异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行速度和飞行高度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给监控中心以及移动客户端。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有转速传感器，所述转速传感器用于实时采集飞行器的转速信号。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有噪声传感器，所述噪声传感器用于实时采集飞行器的噪声信号。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有湿度检测传感器，所述湿度检测传感器用于实时检测空气中的湿度。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测电池的总电量和电池的当前剩余电量。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有应变片，所述应变片用于检测飞行器表面的应变差。
进一步地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
进一步地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，通过外接传感器监测飞行器的主旋翼、尾桨、传动系统、发动机各部位的振动、转速、噪声的综合监测分析实现对飞行器的整体健康监测；该系统实现了飞行器飞行工作状态下机上关键组部件的结构性能数据的监测获取，从而可以用来对飞行器的关键组部件的当前工作状态、发展趋势进行监测和跟踪预警，对于飞行器的健康状态故障诊断预测，健康监测提供有力的数据支撑，进而实现飞行器维护的有针对性、维修的及时高效具有较好的经济效益和军事效益。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，包括运动检测单元、运行检测单元、大气环境指标检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；
所述运动检测单元用于实时检测飞行器的飞行速度和飞行高度，并将所检测到的飞行速度和飞行高度值实时发送给所述中央处理器；
所述运行检测单元用于实时检测飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息，并将所检测到的姿态信息、承压信息以及振动信息实时发送给所述中央处理器；
所述大气环境指标检测单元用于实时检测空气温度、粉尘浓度以及光照强度，并将所检测到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述运动检测单元所发送的飞行速度和飞行高度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行速度和飞行高度值与设定的飞行速度和飞行高度值进行实时对比，若所接收到的飞行速度和飞行高度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运动检测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述运行检测单元所发送的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息与标准的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息进行实时对比，若所接收到的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出运行检查异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述大气环境指标检测单元所发送的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息与标准的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息进行实时对比，若所接收到的空气温度、粉尘浓度以及光照强度信息三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出大气环境指标异常报警指令；
所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的运动检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的运行检查异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的大气环境指标异常报警指令并发出第三报警声；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行速度和飞行高度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的飞行器的姿态信息、承压信息以及振动信息并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的空气温度、粉尘浓度以及光照强度并发送给监控中心以及移动客户端。
2.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有转速传感器，所述转速传感器用于实时采集飞行器的转速信号。
3.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有噪声传感器，所述噪声传感器用于实时采集飞行器的噪声信号。
4.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有湿度检测传感器，所述湿度检测传感器用于实时检测空气中的湿度。
5.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有电量检测模块，所述电量检测模块用于检测电池的总电量和电池的当前剩余电量。
6.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有应变片，所述应变片用于检测飞行器表面的应变差。
7.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8.如权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感的飞行器健康状态监测系统，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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