CN211717484U - 一种多通道传感器电参数时分检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多通道传感器电参数时分检测装置，该装置分别与环境模拟设备、工控机以及数字表连接，包括多组与微控制单元连接的固态继电器，构成通道，其中，包括与数字表的输入端连接的至少一组固态继电器，以及与微控制单元的输入端子连接的多组固态继电器；多个通道分别与环境模拟设备以及数字表连接，通过指令上位机向微控制单元发送指令，配置数字表进入对应的测量模式的同时，配置多个通道的连通或者断开，并且当从当前时段进入下一时段时，同步切换数字表的检测模式并配置连通相应的通道，这样，即可以对现有技术中难以捕捉的偶发参数跳变现象进行反应，并及时发现隐患，为排故和改进提供更加有说服力和准确的数据。

Description

一种多通道传感器电参数时分检测装置

技术领域

本实用新型属于航空器传感设备电参数测量技术领域，具体地说，涉及一种多通道传感器电参数时分检测装置。

背景技术

航空器发动机是一种高速旋转的设备，其工况变化频繁，变化幅度繁杂，而作为发动机的外部管理通常存在由旋转机械带来的不同程度的振动。当航空发动机在高速运转下，如果前述的振动情况过大，则会导致管理的运油或者运气的管路出现脉动，影响发动机的正常运行，甚至，振动强度达到一定程度还会造成管路直接断裂，继而酿成重大安全事故。

容易想到的方法，是通过运行前检测和运行中监控来对航空器发动机的实时工况进行监控，其中，实时监控是通过一种外部管路或者传感器对航空器发动机的实时工况进行监控，而运行前的检测则是对发动机的各项参数进行的预先测试，以校验其是否符合参数要求。

然而，对于航空发动机上才用的传感器，尤其是部分异常传感器，是只有在异常或者故常产生时才能对工况做出反应，而传感器本身参数的偶发跳变故障的捕捉难度极大。基于该问题，一种现有的常见方法是通过在长时间监控过程中人工观察三用表或数字万用表的读数变化的方法，对三用表或数字万用表的偶发跳变进行测试，默认显示读数在每秒2-3个数左右，试验时间一般在3个小时以上。显然，这样的测试方式，尤其是在长时间的监控过程中，很难通过肉眼观察偶发跳变的方式发现故障，故而，这种测量方式的说服力也就有限，试验结果通常不充分，甚至失败。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决航空发动机传感器的故障测量和捕捉难度较大的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够取代现有技术下对航空器传感器设备的人工监控检测方法，并解决检测测量方式单一，试验结果不充分的技术问题，实现对偶发参数跳变的实时检测和捕捉，保证了检测数据的准确性，提高了排故效率的多通道传感器电参数时分检测装置。

为解决以上技术问题，本实用新型采取的一种多通道传感器电参数时分检测方法及检测装置的多通道传感器电参数时分检测装置，该装置分别与环境模拟设备、工控机以及数字表连接，其特征在于，该检测装置包括多组与微控制单元的控制电路连接的固态继电器，构成通道，其中，与所述数字表的输入端连接的至少一组固态继电器，以及与微控制单元的输入端子连接的多组固态继电器。

优选地，所述环境模拟设备为模拟振动台，该模拟振动台上包括：固定夹具，该固定夹具用于与待测传感器连接固定；转接夹具，该转接夹具与所述待测传感器的输出端子连接。

又优选地，所述微控制单元通过串口总线与指令上位机连接，所述指令上位机发送指令至所述微控制单元，以控制所述通道的通断，并控制数字表切换测量模式。

进一步优选地，所述环境模拟设备为模拟振动台，所述数字表为34470A数字表。

更进一步优选地，所述模拟振动台包括振动台和形成于振动台上的传感器固定夹具，所述固定夹具由至少两固定件组成，两所述固定件以所述模拟振动台表面中心点对称设置，其中，每一固定件包括固定外环件和固定内环件，所述固定外环件与固定内环件相对设置，并于所述固定外环件与所述固定内环件之间形成固定腔，两所述固定件上的固定腔构成固定通道，则，当待测传感器与所述模拟振动台固定时，所述待测传感器被所述固定通道收纳。

由于以上技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、通过多组固态继电器与微控制单元的控制连接构成多个通道，多个通道分别与环境模拟设备以及数字表连接，通过指令上位机向微控制单元发送指令，配置数字表进入对应的测量模式的同时，配置多个通道的连通或者断开，并且当从当前时段进入下一时段时，同步切换数字表的检测模式并配置连通相应的通道，从而实现在短时间内的高频率采样检测，这样，即可以对现有技术中难以捕捉的偶发参数跳变现象进行反应，并及时发现隐患，为排故和改进提供更加有说服力和准确的数据；

2、指令上位机于当前时段发送通道切换指令，并在当前时段的下一时段发送数据采集指令时采用跟随方式发送跟随数据采集指令的数据分析指令，也即，在发送通道切换指令后即刻发送采样指令，数据采样线程将接收到的数据以多组数据为数组方式进行缓存，数据分析与显示线程对前段缓存数据进行处理保存，以实现短时间内的高频采样；

3、采样过程中，将模拟信号线短路，并设定数字表启动零位功能，则此时采样数据应为标准短路数据，而后再环境模拟设备的转接夹具分别地与待测传感器的多个输出端子连接，同时进行参数采集和记录，从而提高了数据采样的精度，使得偶发参数跳变数据捕捉更加及时准确；

4、模拟振动台上形成有传感器固定夹具，所述固定夹具由至少两固定件组成，两所述固定件以所述振动台表面中心点对称设置，其中，每一固定件又由固定外环件和固定内环件构成，固定外环件与固定内环件相对地设置，并于固定外环件与固定内环件之间形成一间隔腔，定义该间隔腔为固定腔，固定件上的多个固定腔构成固定通道，则，当待测传感器与所述模拟振动台固定时，待测传感器被固定通道收纳，这样，通过定制特定的固定件，模拟传感器在发动机中的实际安装状态，既解决了环状传感器的固定问题，又为模拟振动提供了空间。

附图说明

图1为流程图，示出了本实用新型的一个较佳实施例中所述的多通道传感器电参数时分检测装置的检测流程；

图2为框架图，示出了本实用新型的该较佳实施例中所述的多通道传感器电参数时分检测装置的框架图；

图3为示意图，示出了本实用新型的该较佳实施例中所述的环境模拟设备的结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的一种多通道传感器电参数时分检测装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本实用新型实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

图1为流程图，示出了本实用新型的一个较佳实施例中所述的多通道传感器电参数时分检测方法的流程。参看图1，在本实用新型的该实施例中所述的多通道传感器电参数时分检测装置的检测步骤包括：配置多个与微控制单元或数字表连接的通道的步骤S1；配置微控制单元与指令上位机连接的串口总线，使得所述上位机通过所述串口总线发送指令至所述微控制单元，以控制多通道中的至少一路通道的通断的步骤S2；将待测传感器置于模拟振动台上，并将所述待测传感器的输出端子与多个所述通道对应连接的步骤S3；所述模拟工作台工作，所述指令上位机发送指令使得所述数字表进入对应的测量模式，并且，按照预设时间间隔从当前时段至下一时段时，切换使得与所述待测传感器连通的任意一个或多个通道连通，直至完成测量的步骤S4。

具体地说，在一个较佳实施例中，配置五组固态继电器，其中一组固态继电器的输出端与数字表的输入端连接，余下四组固态继电器的输出端与微控制单元(MCU)的输入端子对应连接，待测传感器设置于模拟振动台上，并使得待测传感器的多个输出端分别连接至与微控制单元连接的四组固态继电器的输入端子上。则四组固态继电器与微控制单元连接构成了四组通道。

微控制单元通过串口总线与指令上位机连接，则指令上位机通过该串口总线放松指令，以实现控制四个通道的连通或者关闭。根据具体的检测需要，四个通道中，可以是控制四个通道择一连通的形式，也可以是根据需要部分连通并部分关闭地控制四个通道的通断。四个通道应该是对应的传感器的不同输出端，也即，对应传感器的不同参数，这样，基于上述的控制方法，只需要控制相应的通道的通断即可以实现对特定的一个或几个参数进行实时的监控。

检测时，将待测传感器置于模拟振动台上，开启模拟工作台使其工作，并模拟发动机的实时工作状态，并模拟传感器在发动机中的实际安装状态。检测开始时，指令上位机通过与数字表连接的通道，发送指令切换数字表进入指定的测量模式，并同时，切换传感器上相应的通道处于连通状态。从当前时段至下一时段后，根据检测需要，指令上位机发送指令至微处理单元，进一步使得微处理单元控制数字表切换至对应的测量模式，并相应的切换与传感器连通的通道。测量模式和通道的切换频率是按照预设时间间隔切换，预设时间间隔是按照单位时间内的检测次数来决定，通常，为满足五位半精度，需要稳定实现500次每秒的采样频率。

采样检测时，是先对数字表进行初始化，并启动零位(MATH)功能进行校准，将模拟信号线短路，此时采样数据应为标准短路数据，将模拟振动台的信号采集夹与传感器的不同输出端子连接，从而实现对对应参数的采集与记录。

为提高采样速率，数据采集过程还可以通过采用环形缓冲队列方式，即，指令上位机发送切换指令，控制数字表切换检测模式并控制切换通道后，即刻发送采样命令，数据采样线程将接收到的数据以四组数据为数组方式加入缓存，数据分析与显示线程通过跟随方式跟随发送数据分析指令，对前段缓存数据进行分析处理并保存，这样可以使得采样数据过程稳定。最后，工控机分析数据并将结果输出保存。输出方式可以是于显示设备上进行显示，也可以是直接通过打印设备进行及时打印输出。输出的图样即可以将捕捉到的模拟振动过程中的偶发跳变体现，从而，即可以对现有技术中难以捕捉的偶发参数跳变现象进行反应，并及时发现隐患，为排故和改进提供更加有说服力和准确的数据。

图2为框架图，示出了本实用新型的该较佳实施例中所述的多通道传感器电参数时分检测装置的框架图，参看图2，该时分检测装置分别与环境模拟设备10、工控机20以及数字表30连接，其包括五组继电器40和一微控制单元50(MCU)。其中，一组固态继电器40的输出端与数字表30的输入端连接，余下四组固态继电器40的输出端与微控制单元50的输入端子对应连接。再通过连接件60实现工控机20、数字表30和微控制单元50之间的连接，在该实施例中，连接件60采用包含多个USB接口的USB扩展连接件，本实用新型的实施例不限于此。

四组固态继电器40与微控制单元50连接形成通道，则每一通道对应传感器的一个输出端子，也即对应传感器的一个参数。微控制单元50通过串口总线与指令上位机连接，通过发送指令至微控制单元以控制通道的通断，并相应的切换数字表30的测量模式，即可实现传感器参数的实时监控。在该实施例中，数字表30采用34470A数字表。

环境模拟设备10为模拟振动台，图3为示意图，示出了本实用新型的该较佳实施例中所述的环境模拟设备的结构。参看图3，在本实用新型的该实例中，为模拟传感器在发动机上的实际安装状态，于模拟振动台上设置固定夹具，该固定夹具包括了四组固定件70，每一固定件70包括固定外环件71和固定内环件72，则如图所示，四组固定件70分别位于以模拟振动台表面中心为中点形成的一正方形的四个顶点。固定外环件71与固定内环件72相对设置，并于两者之间形成一空间，定义该空间为固定腔73，则四组固定件70的四个固定腔73构成一环状的固定通道，则当环状的待测传感器74与模拟振动台固定时，待测传感器74收纳于固定通道内。

固定夹具也可以设置成由三组固定件70或者两组固定件70构成。例如，当包括三组固定件70时，则三组固定件位于以模拟振动台表面中心为中点的一个等边三角形的三个顶点上；又例如，当包括两组固定件70时，则两组固定件70以模拟振动台的表面中心为中点对称设置即可，可根据固定要求和实际安装要求确定固定件70的个数，只需要固定件70上形成的固定通道的外扩形状与待测传感器保持一致，且留有振动空间即可。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、通过多组固态继电器与微控制单元的控制连接构成多个通道，多个通道分别与环境模拟设备以及数字表连接，通过指令上位机向微控制单元发送指令，配置数字表进入对应的测量模式的同时，配置多个通道的连通或者断开，并且当从当前时段进入下一时段时，同步切换数字表的检测模式并配置连通相应的通道，从而实现在短时间内的高频率采样检测，这样，即可以对现有技术中难以捕捉的偶发参数跳变现象进行反应，并及时发现隐患，为排故和改进提供更加有说服力和准确的数据；

2、指令上位机于当前时段发送通道切换指令，并在当前时段的下一时段发送数据采集指令时采用跟随方式发送跟随数据采集指令的数据分析指令，也即，在发送通道切换指令后即刻发送采样指令，数据采样线程将接收到的数据以多组数据为数组方式进行缓存，数据分析与显示线程对前段缓存数据进行处理保存，以实现短时间内的高频采样；

3、采样过程中，将模拟信号线短路，并设定数字表启动零位功能，则此时采样数据应为标准短路数据，而后再环境模拟设备的转接夹具分别地与待测传感器的多个输出端子连接，同时进行参数采集和记录，从而提高了数据采样的精度，使得偶发参数跳变数据捕捉更加及时准确；

4、模拟振动台上形成有传感器固定夹具，所述固定夹具由至少两固定件组成，两所述固定件以所述振动台表面中心点对称设置，其中，每一固定件又由固定外环件和固定内环件构成，固定外环件与固定内环件相对地设置，并于固定外环件与固定内环件之间形成一间隔腔，定义该间隔腔为固定腔，固定件上的多个固定腔构成固定通道，则，当待测传感器与所述模拟振动台固定时，待测传感器被固定通道收纳，这样，通过定制特定的固定件，模拟传感器在发动机中的实际安装状态，既解决了环状传感器的固定问题，又为模拟振动提供了空间。

以上对本实用新型做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多通道传感器电参数时分检测装置，该装置分别与环境模拟设备、工控机以及数字表连接，其特征在于，该检测装置包括多组与微控制单元的控制电路连接的固态继电器，构成通道，其中，

所述固态继电器包括与所述数字表的输入端连接的至少一组固态继电器，以及与微控制单元的输入端子连接的多组固态继电器。

2.根据权利要求1所述的多通道传感器电参数时分检测装置，其特征在于，所述环境模拟设备为模拟振动台，该模拟振动台上包括：

固定夹具，该固定夹具用于与待测传感器连接固定；

转接夹具，该转接夹具与所述待测传感器的输出端子连接。

3.根据权利要求1所述的多通道传感器电参数时分检测装置，其特征在于，所述微控制单元通过串口总线与指令上位机连接，所述指令上位机发送指令至所述微控制单元，以控制所述通道的通断，并控制数字表切换测量模式。

4.根据权利要求3所述的多通道传感器电参数时分检测装置，其特征在于，所述环境模拟设备为模拟振动台，所述数字表为34470A数字表。

5.根据权利要求4所述的多通道传感器电参数时分检测装置，其特征在于，所述模拟振动台包括振动台和形成于振动台上的传感器固定夹具，所述固定夹具由至少两固定件组成，两所述固定件以所述模拟振动台表面中心点对称设置，其中，

每一固定件包括固定外环件和固定内环件，所述固定外环件与固定内环件相对地设置，并于所述固定外环件与所述固定内环件之间形成固定腔，两所述固定件上的固定腔构成固定通道，则，当待测传感器与所述模拟振动台固定时，所述待测传感器被所述固定通道收纳。

Images