RU2647261C2 - Способ и устройство акустического обнаружения нарушения работы двигателя, снабженного активным контролем шума - Google Patents

Способ и устройство акустического обнаружения нарушения работы двигателя, снабженного активным контролем шума Download PDF

Info

Publication number
RU2647261C2
RU2647261C2 RU2015120741A RU2015120741A RU2647261C2 RU 2647261 C2 RU2647261 C2 RU 2647261C2 RU 2015120741 A RU2015120741 A RU 2015120741A RU 2015120741 A RU2015120741 A RU 2015120741A RU 2647261 C2 RU2647261 C2 RU 2647261C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
noise
engine
dys
signal
active
Prior art date
Application number
RU2015120741A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015120741A (ru
Inventor
Жоффруа НИК
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2015120741A publication Critical patent/RU2015120741A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2647261C2 publication Critical patent/RU2647261C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1783—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions
    • G10K11/17833—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions by using a self-diagnostic function or a malfunction prevention function, e.g. detecting abnormal output levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/12—Testing internal-combustion engines by monitoring vibrations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4472—Mathematical theories or simulation
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825—Error signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17873—General system configurations using a reference signal without an error signal, e.g. pure feedforward
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17875—General system configurations using an error signal without a reference signal, e.g. pure feedback
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/107—Combustion, e.g. burner noise control of jet engines
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1281—Aircraft, e.g. spacecraft, airplane or helicopter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/503—Diagnostics; Stability; Alarms; Failsafe

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение касается способа акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя, причем двигатель создает первичный шум Ро, который обрабатывается системой активного контроля шума, посылая на цели сокращения шума акустический сигнал Рс, производимый по меньшей мере одним воздействующим устройством и связанный передаточной функцией Н с сигналом Y, производимым упомянутой системой активного контроля шума, причем упомянутое нарушение (DYS) работы имеет акустическую сигнатуру, которая может быть идентифицирована в первичном шуме Ро на целях сокращения шума, отличающегося тем, что он включает в себя следующие этапы: получение упомянутого сигнала Y, производимого системой активного контроля; идентификация возможного появления нарушения работы с помощью средства слежения, которое обрабатывает знание об Y и о Н и подает, при необходимости, аварийное сообщение. Технический результат – уменьшение помех в работе системы активного контроля и повышение надежности акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения работы двигателя. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области двигателей и, в частности, акустическому обнаружению нарушения работы двигателя, установленного на летательном аппарате.
Известны средства акустического обнаружения нарушения работы двигателя, например, посредством идентификации частотных характеристических линий типовых дефектов в ответном акустическом сигнале при возбуждении, как предложено в заявке на патент ЕР 1205749, для проверки повреждения турбинной лопатки.
В то же время, применение активного контроля шума к двигателям летательных аппаратов, в частности, в примере, описанном настоящим заявителем для сокращения уровня шума винта турбовинтового двигателя летательного аппарата с двойным воздушным винтом противоположного вращения в его заявке на патент FR 2972710, позволяет разработать активные системы для акустического ослабления шума двигателя для окружающей его среды. Такая система производит звуковой сигнал воздействующими устройствами таким образом, что он комбинируется с шумом, испускаемым двигателем, называемым здесь первичным шумом, для устранения шума, воспринимаемого в целевых зонах пространства.
Для устройства мониторинга за работой двигателя эти активные системы акустического ослабления обладают недостатком, заключающимся в маскировании характеристических шумов нарушений работы. Зная, что шумы от нарушений работы, за которыми хотят следить, содержат характеристические частоты, податель сего разработал способ мониторинга, заключающийся в дезактивировании системы активного контроля шума в узких полосах частот вокруг этих характеристических линий, который описан в заявке на патент FR 1153076, поданной 8 апреля 2011 г.
Этот способ представляет несколько недостатков. Он требует не снижать в шуме двигателя гармоники, которые контролирует устройство мониторинга. Это приводит к снижению параметров активной системы ослабления шума, поскольку не все гармоники двигателя, и среди них наиболее значительные, снижаются.
Кроме того, контуры управления систем активного контроля очень требовательны в настройке, а их чувствительность является решающей. Для минимизации уровня шума и для эффективной идентификации нарушений работы, интервалы частот, в которых шум не сокращается вокруг характеристических линий, ограничиваются за счет встраивания узкополосных фильтров в контур регулирования активного контроля, что приводит к значительным разностям фаз, которые рискуют дестабилизировать систему. В некоторых конфигурациях применение этого способа может сильно снизить характеристики снижения шума системы активного контроля, даже привести к ее нестабильности. Эта проблема может быть особенно чувствительной, если пытаются применить способ к системе активного контроля, действующей в режиме “Feed back” (c обратной связью), выходные данные которой используются для корректировки команд от воздействующих устройств.
Наконец, когда этот способ используется с системой активного контроля, работающей в режиме “Feed fоrward” (без обратной связи), входные данные которой принимаются на входе без взаимодействия с целями сокращения шума, он требует использования дополнительного средства регистрации шумов.
Изобретение преследует цель препятствовать помехам в работе системы активного контроля, не требует ограничений характеристик для ослабления шума и ни в каких случаях не вводит использование вторичных средств регистрации шума.
С этой целью, изобретение касается способа акустического обнаружения, по меньшей мере, одного нарушения (DYS) работы двигателя, причем двигатель создает один первичный шум Ро, который обрабатывают системой активного контроля шума, посылая на цели сокращения шума акустический сигнал Рс, производимый, по меньшей мере, одним воздействующим устройством и связанный посредством передаточной функции Н с сигналом Y, производимым упомянутой системой активного контроля шума, причем упомянутое нарушение (DYS) работы имеет акустическую сигнатуру, идентифицируемую в первичном шуме Ро на целях сокращения шума, отличающегося тем, что он включает в себя следующие этапы:
- Получение упомянутого сигнала Y, производимого системой активного контроля;
- Идентификация возможного появления нарушения работы посредством средства мониторинга, которое использует знание об Y и Н и посылает, при необходимости, аварийное сообщение.
В частном варианте осуществления, система активного контроля шума оценивает изменения передаточной функции Н во времени, которые являются предметом получения и используются на этапе идентификации.
Предпочтительно, сигнал Y состоит из совокупности сигналов управления воздействующими устройствами, а средство мониторинга анализирует первичный шум, восстановленный, исходя из знания об Y и Н, для идентификации в нем шума возможных нарушений работы, исходя из характеристических гармоник.
Когда передаточная функция между сигналом Y и целями сокращения шума считается стабильной и не пересматривается в ходе работы, предпочтительный вариант осуществления способа использует ее в качестве элемента данных на этапе идентификации. Напротив, если передаточная функция пересматривается системой активного контроля шума, например, из-за смены режима двигателя, вариант осуществления способа, адаптированный к такой ситуации, включает в себя получение временных изменений этой передаточной функции помимо сигнала Y для их использования на этапе идентификации.
Преимущественно, вариант осуществления способа ограничивает вычисления этапа идентификации до характеристических частот, подлежащих мониторингу. В этом случае промежуточный этап между получением и идентификацией извлекает сокращенные показатели на сигналах управления и передаточной функции (гармоники, используемые при вычислениях для восстановления первичного шума на характеристических частотах). Использование сокращенных показателей значительно облегчает вычислительную нагрузку и обеспечивает обработку в реальном времени с вычислительными средствами, находящимися на установке, включающей в себя двигатель.
В дополнительном варианте контрольный сигнал шума, а также временное изменение состояние передаточной функции передаются на землю для более полного анализа. Это позволяет дополнительно облегчить нагрузку на установленные вычислительные средства.
Изобретение касается также устройства акустического обнаружения, по меньшей мере, одного нарушения (DYS) работы двигателя, причем двигатель создает первичный шум Ро, выполненного с возможностью его использования при наличии системы активного контроля шума, которая посылает к целям сокращения шума акустический сигнал Рс, производимый, по меньшей мере, одним воздействующим устройством и связанный посредством передаточной функции Н с сигналом Y, подаваемым упомянутой системой активного контроля шума, причем упомянутое нарушение (DYS) работы имеет акустическую сигнатуру, идентифицируемую в первичном шуме Ро на целях сокращения шума, отличающегося тем, что оно содержит:
- средство получения сигнала Y, производимого системой активного контроля;
- средство мониторинга, выполненное с возможностью идентификации возможного появления нарушения (DYS) работы, исходя из сигнала Y и знания о передаточной функции Н, и для передачи, при необходимости, аварийного сообщения.
Средство получения вышеупомянутого устройства выполнено с возможностью сбора от системы активного контроля шума изменений передаточной функции, которые оно оценивает во времени, и средство мониторинга этого устройства выполнено с возможностью использования упомянутых изменений передаточной функции.
Согласно частному варианту осуществления изобретения средство получения сигнала Y содержит индуктивные датчики на управляющих кабелях воздействующих устройств, способные получать сигналы управления.
Согласно другому частному варианту осуществления изобретения устройство акустического обнаружения нарушений работы двигателя содержит между средством получения и средством мониторинга, средство извлечения сокращенных показателей с компонентами Y и Н для частот, характерных для идентификации шума от нарушения (DYS) работы, на ограниченной совокупности характеристических частот.
Средство мониторинга вынесено и содержит средства дистанционной передачи между средствами, установленными на устройстве, и вынесенным средством мониторинга.
Устройство акустического обнаружения нарушения работы может быть приспособлено к существующей системе активного сокращения шума. Оно не требует изменения правил контроля, ни дополнительной интрузивной контрольно-измерительной аппаратуры. Если система активного контроля шума не снабжена средствами дублирования сигналов управления в целях электронного мониторинга, называемого мониторингом, для получения этих сигналов могут оказаться достаточными обычные индуктивные датчики на управляющих кабелях воздействующих устройств.
Преимущественно устройство будет дополнено средствами для выполнения представленных выше различных вариантов осуществления способа.
Изобретение будет лучше понято, благодаря более подробному описанию варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 схематически представляет способ сокращения шума с помощью системы активного контроля “Feed-forward”;
Фиг.2 схематически представляет способ сокращения шума с помощью системы активного контроля “Feed-back”;
Фиг.3 схематически представляет связь между характеристическими частотными полосами некоторых нарушений работы и режимом двигателя;
Фиг.4 схематически представляет работу устройства акустического обнаружения некоторых нарушений работы двигателя по изобретению в случае системы активного контроля “Feed-back”.
Фиг.5 схематически представляет обработку информации по варианту изобретения;
Фиг.6 схематически представляет обработку информации по второму варианту изобретения;
Фиг.1 схематически представляет принцип сокращения шума для двигателя на установке, снабженной системой активного контроля Feed-Forward. Установка может быть транспортным средством, например, летательным аппаратом, даже испытательным стендом. Сокращение шума касается зоны пространства, который обычно выбирается очень протяженной. Внутри этой зоны могут регистрировать шум, воспринимаемый в местах, называемых целями сокращения шума.
Двигатель 1 испускает первичный шум, соответствующий акустическому сигналу Ро, на цели сокращения шума 31. Система активного контроля шума 2 по известному уровню создает, благодаря одному или нескольким воздействующим устройствам 5, другой шум, соответствующий сигналу Рс, на цели сокращения шума, так что воспринимаемый шум Pr, посредством сложения сигналов Ро и Рс, остается с интенсивностью ниже адекватного уровня. Для получения такого результата, система активного контроля в варианте “Feed-forward” использует датчики данных 3 о работе двигателя, которые не влияют вместе с результатом на воспринимаемый шум Pr, и рассчитывает с помощью алгоритма, внедренного в вычислительное устройство 4, сигналы управления, направляемые к воздействующим устройствам 5, чтобы они производили сигнал Рс к целям сокращения шума. Термин сигнал Y будет использоваться в настоящем документе для представления совокупности сигналов управления воздействующими устройствами в том случае, когда их имеется несколько; в этом случае сигнал Y имеет, следовательно, несколько компонентов.
Можно отметить на этой стадии, что, по определению, в частотной полосе, в которой система активного контроля эффективна, воспринимаемый шум - слабый, и, следовательно, шум Рс, испускаемый воздействующими устройствами к целям сокращения шума, дает непосредственно эффективную оценку сигнала первичного шума Ро с помощью сдвига фаз. Кроме того, знание контрольных сигналов от воздействующих устройств дает непосредственно доступ к Рс через передаточную функцию Н, которая учитывает ответный сигнал воздействующих устройств и передачу их акустического сигнала к целям сокращения шума. Наконец, имеется эффективная оценка этой передаточной функции, так как система активного контроля шума использует ее либо как входной элемент данных, либо посредством внутренней оценки.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения использует, таким образом, оценку первичного шума двигателя на целях сокращения шума путем расчета шума Рс непосредственно из сигнала Y, производимого системой активного контроля шума, посредством матричной комбинации с передаточной функцией Н, которая может быть отмечена в частотной области:
Pci = Yk.Hki (1),
где Pci и Yk - компоненты сигналов Рс и Y на частотах i и k, а Hki - матричное разложение передаточной функции Н на расчетных частотах.
Фиг.2 схематически представляет принцип сокращения шума для двигателя в установке, снабженной системой активного контроля, посредством системы активного контроля “Fedd-back”. Основное отличие по сравнению с фиг.1 заключается в положении датчика 3, который в этом случае подает в систему активного контроля информацию о воспринимаемом шуме. Это отличие является важным, так как оно позволяет разработать более эффективные системы сокращения шума, но ценой возросшей сложности алгоритма, используемого в вычислительном устройстве 4. Примечательно, однако, что такое расположение не меняет описанное выше уравнение между сигналами воздействующих устройств и сигналом на цели сокращения шума.
Фиг.4 представляет принципиальную схему первого варианта осуществления способа по изобретению для акустического обнаружения нарушений работы двигателя 1, снабженного системой активного контроля шума 2.
Средство получения 6 сигнала Y использует предпочтительно индуктивные датчики вокруг кабелей управления воздействующих устройств 5, способных регистрировать этот сигнал. Оно обычно дополняется электронным блоком 8, который позволяет преобразовывать сигнал датчиков в цифровой сигнал, который может использоваться средством мониторинга 10.
Получение сигнала Y является неинтрузивным в том смысле, что он не имеет никакого влияния на работу системы активного контроля шума 2. Если система активного контроля 2 снабжена выводом, подающим сигнал Y, то простое ответвление составит, например, упрощенный вариант осуществления этапа получения.
Сигнал Y имеет столько скалярных компонентов, сколько имеется воздействующих устройств 5. В данном примере Y соответствует сигналу, непосредственно направляемому к воздействующим устройствам, но это не является ограничительным. Например, в варианте способа будет использоваться сигнал к внутреннему компоненту системы активного контроля шума на входе, передаточная функция которого к воздействующим устройствам определена.
Когда передаточная функция Н между воздействующими устройствами и контрольными сигналами считается стабильной и не пересматривается в ходе работы системы активного контроля шума 2, алгоритм средства мониторинга 10 двигателя, которое идентифицирует нарушения работы, посылает аварийный сигнал, в случае необходимости, питаемый лишь от сигналов Y управления датчиков, поступающих от средства получения 6. В частном варианте осуществления первичный шум от двигателя, который воспринимался бы целями сокращения шума в отсутствии активного контроля, восстанавливается по формуле (1), матричной комбинацией между сигналом Y управления и передаточной функцией Н, которая является элементом данных, зарегистрированным в вычислительном устройстве средства мониторинга 10.
Для осуществления акустического обнаружения нарушения (DYS) работы в двигателе, исходя из восстановленного шума двигателя, средство мониторинга 10 использует характеристики акустической сигнатуры упомянутого нарушения работы, которые могут быть извлечены из этого шума. Известным для двигателей образом, каждому наблюдаемому нарушению DYS работы может быть привязана, по меньшей мере, одна линия R1 с характеристической частотой. На левом графике фиг.3 показано, каким образом дефект DYS1 может вводить в спектр шума двигателя заданного режима линию R1, а также возможно, одну или несколько гармоник, таких как R2 или R3. Известные для специалиста алгоритмы позволяют изолировать эти линии в спектре шумов и привязать их к событию, которое хотят идентифицировать. Возможно, например, применить способ, используемый в заявке на патент FR 1153076, заключающийся в оценке силы излучения в узкой частотной полосе вокруг характеристической линии (изображенной на фиг.3), затем в идентификации сигнатуры нарушения DYS работы при превышении фиксированного порога. Специалист сможет, исходя из этих данных, проследить возможное появление нескольких нарушений, соответствующих совокупностям конкретных характеристических частот. Возможно будет также адаптировать эти алгоритмы, если характеристические частоты этих нарушений работы изменятся, особенно в зависимости от режима двигателя, как показано в правом графике фиг.3. Средство мониторинга снабжается после этого конкретными алгоритмами, чтобы определить, включает ли оно или нет аварийные сигналы в зависимости от идентифицированных нарушений работы.
Когда передаточная функция Н изменяется во времени и когда она пересматривается вычислительным устройством 4 системы активного контроля шума двигателя, в предпочтительном варианте осуществления средство получения 6 собирает информацию об изменениях передаточной функции Н, например, посредством ответвления 9 к вычислительному устройству 4. В этом варианте осуществления средство мониторинга 10 применяет в принципе тот же метод матричной комбинации Y и Н в каждый момент, как и ранее, но с более значительным объемом вычислений, чем, когда передаточная функция является стабильной.
Ответвление 9, противоположно регистрации сигнала Y управления, может потребовать опционной адаптации системы активного контроля 2.
На фиг.4 представлен принцип действия с системой активного контроля типа “Feed-back”, но устройство акустического обнаружения нарушений работы действовало бы таким же образом с системой активного контроля типа “Feed-forward”, так как оно не является помехой для работы вычислительного устройства 4.
Согласно преимущественному варианту осуществления, преобразование в частотные компоненты сигнала Y изменений передаточной функции Н, при необходимости, осуществляется скорее в средстве получения 6, чем в средстве мониторинга 10. Такое неограничивающее расположение будет использовано, в частности, для выполнения варианта способа, использующего сокращенные показатели о сигнале Y и об изменениях передаточной функции.
В этом варианте средство мониторинга 10 восстанавливает первичный шум только на малом числе характеристических частот, достаточных для идентификации критических нарушений работы. Поэтому на входе ему необходима лишь информация, касающаяся Y и Н, на ограниченном числе частот для восстановления шума на характеристических частотах. Такая информация называется здесь сокращенные показатели. В частном варианте осуществления, описанном на фиг.5, промежуточное средство осуществляет этап извлечения этих сокращенных показателей из средства получения 6.
Этот вариант позволяет ограничить вычислительную мощность для средства мониторинга за работой двигателя. Для еще большего ограничения потребности в вычислительной мощности на летательном аппарате, например, один вариант способа заключается в выносе на землю средства мониторинга 10 за нарушениями работы. Соответствующий вариант осуществления, представленный на фиг.6, содержит дистанционные средства передачи 12, встроенные между средством извлечения 11 и вынесенным средством мониторинга.
Другое средство для ограничения вычислительной мощности и увеличения надежности обнаружения заключается в обнаружении повторяющихся интервалов работы (в 11) и выполнении гармонических и передающих средств извлечения на земле только в течение этих единственных интервалов работы, называемых “Operating Modes”.

Claims (15)

1. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя (1), причем двигатель создает первичный шум Ро, который обрабатывают системой активного контроля шума (2), посылая к целям сокращения шума акустический сигнал Рс, производимый по меньшей мере одним воздействующим устройством (5) и связанный через передаточную функцию Н с сигналом Y управления упомянутым по меньшей мере одним воздействующим устройством (5), производимым упомянутой системой активного контроля шума, причем упомянутое нарушение (DYS) работы имеет акустическую сигнатуру, идентифицируемую в первичном шуме Ро на уровне целей сокращения шума, отличающийся тем, что он включает в себя следующие этапы:
- получение упомянутого сигнала Y, производимого системой активного контроля;
- идентификация возможного появления нарушения (DYS) работы с помощью средства мониторинга, которое использует знание об Y и о передаточной функции Н, используемой системой активного контроля шума, и посылает, при необходимости, аварийное сообщение.
2. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя по предыдущему пункту, в котором система активного контроля шума оценивает изменения передаточной функции Н во времени, которые являются предметом получения и используются на этапе идентификации.
3. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя по п. 1, в котором сигнал Y образован совокупностью сигналов управления воздействующими устройствами системы активного контроля.
4. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя по п. 1, согласно которому средство мониторинга восстанавливает представление акустического сигнала Рс с помощью матричной комбинации между сигналом Y и передаточной функцией Н и идентифицирует в нем возможное наличие акустической сигнатуры упомянутого нарушения (DYS) работы путем сравнения с шумом двигателя без нарушения работы.
5. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения работы двигателя по п. 1, в котором этап идентификации выполняют на ограниченной совокупности характеристических частот и который включает в себя промежуточный этап извлечения сигналов, поступающих с этапа получения, который подает сокращенные показатели к компонентам Y и Н для частот, характерных для идентификации шума нарушения (DYS) работы, на названных характеристических частотах.
6. Способ акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения работы двигателя по п. 1, в котором этап идентификации осуществляют дистанционно, за пределами установки, содержащей двигатель.
7. Устройство акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя (1), причем двигатель создает первичный шум Ро, выполненное с возможностью его использования при наличии системы активного контроля шума (2), которая посылает к целям сокращения шума акустический сигнал Рс, производимый по меньшей мере одним воздействующим устройством (5) и связанный через передаточную функцию Н с сигналом Y управления упомянутым по меньшей мере одним воздействующим устройством (5), производимым упомянутой системой активного контроля шума, причем упомянутое нарушение (DYS) работы имеет акустическую сигнатуру, идентифицируемую в первичном шуме Ро на целях сокращения шума, отличающееся тем, что оно содержит:
- средство получения (6) сигнала Y, производимого системой активного контроля;
- средство мониторинга (10), выполненное с возможностью идентификации возможного появления нарушения (DYS) работы, исходя из сигнала Y и знания о передаточной функции Н, используемой системой активного контроля шума, и передачи, при необходимости, аварийного сообщения.
8. Устройство акустического обнаружения по меньшей мере одного нарушения (DYS) работы двигателя по предыдущему пункту, средство получения которого (6) выполнено с возможностью сбора от системы активного контроля шума изменений передаточной функции, которые оно оценивает во времени, и средство мониторинга которого (10) выполнено с возможностью использования упомянутых изменений передаточной функции.
9. Устройство акустического обнаружения нарушений работы двигателя по предыдущему пункту, для которого средство получения сигнала Y содержит индуктивные датчики (7) на управляющих кабелях воздействующих устройств, способные получать сигналы управления.
10. Устройство акустического обнаружения нарушений работы двигателя по п. 7, содержащее между средством получения (6) и средством мониторинга (10) средство извлечения (11) сокращенных показателей с компонентами Y и Н для частот, характерных для идентификации шума от нарушения (DYS) работы, на ограниченной совокупности характеристических частот.
11. Устройство акустического обнаружения нарушений работы двигателя по п. 7, в котором средство мониторинга (10) вынесено и содержит средства дистанционной передачи (12) между средствами, установленными на устройстве, и вынесенным средством мониторинга.
RU2015120741A 2012-12-13 2013-12-12 Способ и устройство акустического обнаружения нарушения работы двигателя, снабженного активным контролем шума RU2647261C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1262025A FR2999711B1 (fr) 2012-12-13 2012-12-13 Methode et dispositif de detection acoustique d'un dysfonctionnement d'un moteur equipe d'un controle actif du bruit.
FR1262025 2012-12-13
PCT/FR2013/053052 WO2014091165A1 (fr) 2012-12-13 2013-12-12 Methode et dispositif de detection acoustique d'un dysfonctionnement d'un moteur equipe d'un controle actif du bruit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120741A RU2015120741A (ru) 2017-01-17
RU2647261C2 true RU2647261C2 (ru) 2018-03-15

Family

ID=48407623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120741A RU2647261C2 (ru) 2012-12-13 2013-12-12 Способ и устройство акустического обнаружения нарушения работы двигателя, снабженного активным контролем шума

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10330648B2 (ru)
EP (1) EP2932226B1 (ru)
CN (1) CN104870969B (ru)
BR (1) BR112015011366B1 (ru)
CA (1) CA2891205C (ru)
FR (1) FR2999711B1 (ru)
RU (1) RU2647261C2 (ru)
WO (1) WO2014091165A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225922A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Diagnose einer oder mehrerer Komponenten eines Kraftfahrzeugs
WO2019126131A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. System for intervening and improving the experience of the journey of an absorbent article change
WO2019126437A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. System for documenting product usage by recognizing an acoustic signature of a product
CN110010146B (zh) * 2019-04-10 2021-08-03 无锡吉兴汽车声学部件科技有限公司 一种汽车主动降噪系统及方法
KR102583863B1 (ko) * 2019-06-05 2023-09-26 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물의 소음 저감 시스템
DE102019130694A1 (de) * 2019-11-14 2021-05-20 Volocopter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Start- und Landevorgangs eines Fluggeräts und System

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2028581C1 (ru) * 1990-12-07 1995-02-09 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева Способ аэроакустической диагностики проточной части авиационного газотурбинного двигателя
EP1205749A1 (fr) * 2000-10-10 2002-05-15 Snecma Moteurs Contrôle acoustique de roues aubagées monoblocs
RU2202830C1 (ru) * 2002-08-16 2003-04-20 Касатонов Геннадий Павлович Тренажер оператора энергетического объекта
RU2253744C2 (ru) * 2003-07-02 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ уменьшения шума выхлопной струи газотурбинного двигателя
FR2972710A1 (fr) * 2011-03-15 2012-09-21 Snecma Dispositif d'attenuation acoustique du bruit d'helice d'un turbopropulseur d'aeronef a double helice contrarotative
FR2973877A1 (fr) * 2011-04-08 2012-10-12 Snecma Methode et dispositif de detection acoustique d'un dysfonctionnement d'un moteur a turbine a gaz

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1153076A (fr) 1954-10-21 1958-02-28 Usines Meura Dispositif de soutirage des moûts et des liquides de lavage des cuves de filtration de brasserie
JP2530779B2 (ja) * 1991-09-05 1996-09-04 株式会社日立製作所 騒音低減装置
US5473244A (en) * 1992-09-17 1995-12-05 Libove; Joel M. Apparatus for measuring voltages and currents using non-contacting sensors
US5478199A (en) * 1994-11-28 1995-12-26 General Electric Company Active low noise fan assembly
WO2003015074A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-20 Nanyang Technological University,Centre For Signal Processing. Active noise control system with on-line secondary path modeling
JP4072854B2 (ja) * 2003-06-17 2008-04-09 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP2005257720A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 能動騒音制御装置
US8270627B2 (en) * 2006-12-14 2012-09-18 Ford Global Technologies, Llc Adaptive noise control system
US8144889B2 (en) * 2006-12-14 2012-03-27 Ford Global Technologies, Llc Noise control system using smart materials
EP1947642B1 (en) * 2007-01-16 2018-06-13 Apple Inc. Active noise control system
DE502007004387D1 (de) * 2007-03-23 2010-08-26 Grundfos Management As Verfahren zur Detektion von Fehlern in Pumpenaggregaten
JP5319091B2 (ja) * 2007-08-31 2013-10-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 通気抵抗膜とその製造方法、および通気抵抗膜を用いた吸音性積層部材
EP2282555B1 (en) * 2007-09-27 2014-03-05 Harman Becker Automotive Systems GmbH Automatic bass management
US20090136052A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 David Clark Company Incorporated Active Noise Cancellation Using a Predictive Approach
JP5327049B2 (ja) * 2007-12-14 2013-10-30 パナソニック株式会社 騒音低減装置
EP2072975A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for vibration-based automatic condition monitoring of a wind turbine
US8135140B2 (en) * 2008-11-20 2012-03-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with audio signal compensation
US20100300683A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Halliburton Energy Services, Inc. Real Time Pump Monitoring
DE102009034444A1 (de) * 2009-07-23 2011-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung einer Umgebung mit mehreren akustischen Sensoren
US8074499B2 (en) * 2009-12-22 2011-12-13 General Electric Company Method and system for detecting a crack on a turbomachine blade
CN201622112U (zh) * 2010-03-03 2010-11-03 罗新宇 汽车发动机声学诊断仪器
US8600069B2 (en) * 2010-03-26 2013-12-03 Ford Global Technologies, Llc Multi-channel active noise control system with channel equalization
JP5312685B2 (ja) * 2010-04-09 2013-10-09 パイオニア株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP5634893B2 (ja) * 2011-01-21 2014-12-03 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2028581C1 (ru) * 1990-12-07 1995-02-09 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева Способ аэроакустической диагностики проточной части авиационного газотурбинного двигателя
EP1205749A1 (fr) * 2000-10-10 2002-05-15 Snecma Moteurs Contrôle acoustique de roues aubagées monoblocs
RU2202830C1 (ru) * 2002-08-16 2003-04-20 Касатонов Геннадий Павлович Тренажер оператора энергетического объекта
RU2253744C2 (ru) * 2003-07-02 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ уменьшения шума выхлопной струи газотурбинного двигателя
FR2972710A1 (fr) * 2011-03-15 2012-09-21 Snecma Dispositif d'attenuation acoustique du bruit d'helice d'un turbopropulseur d'aeronef a double helice contrarotative
FR2973877A1 (fr) * 2011-04-08 2012-10-12 Snecma Methode et dispositif de detection acoustique d'un dysfonctionnement d'un moteur a turbine a gaz

Also Published As

Publication number Publication date
CA2891205A1 (fr) 2014-06-19
EP2932226B1 (fr) 2019-03-13
BR112015011366A2 (pt) 2017-07-11
BR112015011366B1 (pt) 2021-01-05
EP2932226A1 (fr) 2015-10-21
CN104870969B (zh) 2019-08-13
FR2999711B1 (fr) 2015-07-03
CN104870969A (zh) 2015-08-26
WO2014091165A1 (fr) 2014-06-19
US10330648B2 (en) 2019-06-25
RU2015120741A (ru) 2017-01-17
US20150316512A1 (en) 2015-11-05
FR2999711A1 (fr) 2014-06-20
CA2891205C (fr) 2020-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2647261C2 (ru) Способ и устройство акустического обнаружения нарушения работы двигателя, снабженного активным контролем шума
US9863836B2 (en) Monitoring apparatus for a steam plant and a method of operating such an apparatus
US9064110B2 (en) Anomaly detection to implement security protection of a control system
CA2915526C (en) System and method for filtering noise from acoustic energy from a valve
US20140244192A1 (en) System and method for providing monitoring of industrial equipment
US11680864B2 (en) Condition monitoring device and method for monitoring an electrical machine
GB2457923A (en) A condensate recovery system
JP7004060B2 (ja) 診断装置、システム、診断方法及びプログラム
KR101490471B1 (ko) 신호 계측 및 진단 시스템과 그 방법
US20110199861A1 (en) Method and system for detecting motorized objects
JP4289282B2 (ja) 回転機の部分放電検出装置及び部分放電遠隔監視システム
CN102735450A (zh) 用于评估燃烧机的运行的系统和方法
US20200122859A1 (en) Predictive monitoring system and method
JP2000275097A (ja) 振動モニタ装置
KR101989267B1 (ko) 기계의 이상 유무 감지 방법 및 이를 수행하는 장치들
Tokars et al. Self diagnostic accelerometer ground testing on a C-17 aircraft engine
KR20210051553A (ko) 스마트 센서를 이용한 설비 모니터링 시스템 및 그 방법
Kim et al. A study on loose part monitoring system in nuclear power plant based on neural network
GB2497993A (en) Monitoring a steam plant
GB2497996A (en) Monitoring a steam plant
GB2497994A (en) Monitoring a steam plant
Seto Platform protection through acoustic signature management
JP2000193517A (ja) 振動モニタ装置
GB2497997A (en) Monitoring a steam plant
GB2497995A (en) Monitoring a steam plant

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner