一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置及方法
2023-05-07 15:04:41 1
專利名稱：一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置及方法
技術領域：
本發明屬於診斷裝置及診斷方法，特別涉及一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置及方法。
背景技術：
某渦扇發動機電氣系統健康狀況直接關係著發動機的安全，目前其電氣系統的健康診斷仍然停留在部件診斷階段，部件診斷完成後直接裝機上臺試車，尚不具有整機狀態下電氣部分的診斷能力。目前，修理或製造的渦扇發動機在試車臺上各種電氣或發動機控制故障較多，排故需要花費很長時間進行測量或者試驗驗證。故障檢查一直是人工方法測 量，整機電氣系統檢查過程較為繁瑣，一臺發動機大約需要花費時間4個小時。而且，人工操作很容易出現誤判斷或者出現安全問題，造成發動機附件損壞。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提出一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置及方法，通過設置發動機健康狀況的檢查標準，檢測發動機電氣系統是否良好，實現可靠快捷智能化的高效檢測，保證發動機的安全。本發明的技術方案是這樣實現的一種渦扇發動機整機電氣系統診斷裝置，包括控制箱、觸控螢幕、航空插頭、控制器和上位機，所述的觸控螢幕鑲嵌在控制箱上，所述的控制器設置在控制箱內部，所述的控制器與上位機通訊，同時控制器上還連接電纜束的一端，電纜束的另一端連接航空插頭，通過該航空插頭連接待測電氣裝置。此外，在上位機內還設置有診斷模塊，該模塊用於設置測量發動機電氣系統部件的檢測標準，並根據上述檢測標準對發動機故障進行診斷。一種渦扇發動機整機電氣系統診斷方法，採用上述的診斷裝置實現，包括以下步驟對電阻性負載的檢測方法為電阻性負載是指電阻性負載傳感器、點火裝置和閥門，將上述電阻性負載的一部分或者全部連接到航空插頭上；由上位機發出電流監測指令，控制器接收該指令後，控制器上的模擬量輸出模塊發出O 20mA範圍內的任意固定電流激勵到傳感器或閥門或點火裝置的一個接線端上，再由控制器上的採集輸入模塊測得該電流信號，若I·= 1#時，表明該迴路正常；其中，I 為實際檢測到的電流值，I #為控制器上的模擬量輸出模塊輸出的電流值；若1 1#時，表明該迴路出現開路情況；若1 =0，則表明該迴路出現短路情況；對熱電阻的檢測方法為採用測溫PtlOO模塊對熱電阻的溫度進行測量，首先將測溫PtlOO模塊的一端連接到控制器，另一端連接待檢測的熱電阻所在電路，若測量誤差滿足如下範圍，則說明該熱電阻所在電路正常Tss-S0C <T#]<TSS+3 0C式中，Tm為熱電阻的實際測量值；TssS測試時設備所在的環境溫度；否則，說明該熱電阻電路異常；對熱點偶的檢測方法為採用電偶模塊進行測量，先將該電偶模塊的一端連接到控制器，另一端連接到待測熱電偶所在電路；若測量誤差滿足 如下範圍，則說明該熱電偶所在電路正常
_3] Tss-S0C <T#]<TSS+3 0C否則，說明該熱電偶所在電路異常；對於一些特殊的傳感器和較為重要的參數比如電磁閥、點火裝置、轉速傳感器，首先進行電流檢測正常後，還要做進一步的電阻阻值的檢測。就是採用測內阻的電阻模塊進行測量，首先，將電磁閥或者點火線圈或者轉速傳感器連接到電阻模塊，電阻模塊連接到控制器，通過電阻模塊直接能夠檢測到迴路的電阻，若測得的電阻值滿足以下範圍，則判為正常R 基準 _5Ω〈 R 測〈R 基準+10 Ω式中，Rm為電阻標準值，Rm為待測電阻的實測值。否則，則認為該迴路故障。本發明的優點本發明所提出的方法，可以替代原始的人工測量發動機各電器系統部件的操作過程，快速判斷整機電氣系統狀況，適用於多個型號渦扇發動機電氣系統檢查。可以應用到渦扇發動機生產科研單元及使用單位，用於發動機地面狀態檢查整機電氣系統好壞，具有可觀的市場價值。
圖I為本發明一種實施方式渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置結構框圖；圖2為本發明一種實施方式渦扇發動機整機電氣系統診斷方法流程圖；圖3為本發明一種實施方式電阻性負載檢測電路框圖；圖4為本發明一種實施方式熱電阻檢測電路框圖；圖5為本發明一種實施方式熱電偶檢測電路框圖；圖6為本發明一種實施方式側內阻方式的檢測電路框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步詳細的說明。本實施方式中，給出渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置的結構框圖，如圖I所示。該裝置包括控制箱I、觸控螢幕2、航空插頭3、控制器和上位機，所述的觸控螢幕2鑲嵌在控制箱I上，所述的控制器設置在控制箱I內部，所述控制器與上位機進行通訊，同時控制器上還連接電纜束的一端，電纜束的另一端連接航空插頭3，通過該航空插頭3連接帶測電氣裝置，此外，在上位機內還設置有診斷模塊，該診斷模塊用於設置測量發動機電氣系統部件的檢測標準，並根據上述檢測標準對發動機故障進行診斷。本實施方式給出一種渦扇發動機整機電氣系統診斷方法，其流程如圖2所示。該流程開始於步驟201。在步驟202，對電阻性負載進行檢測。本實施方式中，電阻性負載傳感器(如轉速傳感器和位移傳感器)、點火裝置(如起動點火和發動機點火)和閥門(如斷油停車閥和主燃油閥等)。在測試之前，首先選擇要測量的電阻性負載，如，要測量點火裝置連接到航空插頭上，如圖3所示。由上位機發出電流監測指令，控制器接收該指令後，控制器上的模擬量輸出模塊發出O 20mA範圍內的任意固定電流激勵到傳感器或閥門或點火裝置的一個接線端上，再由控制器上的採集輸擬量輸入模塊測得該電流信號，若I· =
I#時，表明該迴路正常；其中，I ■為實際檢測到的電流值，I #為控制器上的模擬量輸出模塊輸出的電流值；若1 Is時，表明該迴路出現開路情況；若I =0，則明該迴路出現短路情況；在步驟203，對熱電阻進行檢測。採用測溫PtlOO模塊對熱電阻的溫度進行測量，首先將測溫PtlOO模塊的一端連接到控制器，另一端連接待檢測的熱電阻所在電路，如圖4所示。本實施方式中的熱電阻(如燃油溫度Tt和滑油溫度TM)，若測量誤差滿足如下範圍，則說明該熱電阻所在電路正常Tss-S0C <T#]<TSS+3 0C式中，Tm為熱電阻的實際測量值；TssS測試時設備所在的環境溫度；否則，說明該熱電阻電路異常；在步驟204，對熱電偶進行檢測。採用專用的電偶模塊進行測量，先將該專用電偶模塊的一端連接到控制器，另一端連接到待測熱電偶所在電路，如圖5所示。本實施方式中的熱電偶(如發動機渦輪後溫度T6和起動機排氣溫度T2),若測量誤差滿足如下範圍，則說明該熱電偶所在電路正常T 室溫 _3°C〈T 測〈T 室溫+3°C否則，說明該熱電偶所在電路異常；在步驟205，對於一些特殊的傳感器和較為重要的通道比如傳感器(如轉速傳感器和位移傳感器)、點火裝置(如起動點火和發動機點火)和閥門(如斷油停車閥和主燃油閥等)，首先進行電流檢測正常後，還要做進一步的電阻阻值的檢測，如圖6所示。就是採用測內阻的電阻模塊進行測量，首先，將電磁閥或者點火線圈或者轉速傳感器連接到電阻模塊，電阻模塊連接到控制器，通過電阻模塊直接能夠檢測到迴路的電阻，若測得的電阻值滿足以下範圍，則判為正常R 基準 _5Ω〈 R測〈R 基準+10 Ω否則，則認為該迴路故障。本實施方式中，設置在控制器中的診斷模塊，包括B&R Automstion底層專用軟體模塊、通道配置模塊、數據採集及處理模塊、曲線顯示模塊、回放模塊、歷史數據查詢模塊以及報表生成模塊。通道配置模塊在系統中，每一個測量點就是一個通道，所有的測量點(通道)以通道表的形式進行管理。通道表可以由用戶通過通道表編輯軟體進行自定義當前檢測的通道，每個通道可以包括參數名稱，參數符號，測量值，單位，檢測類型，合格狀態等內容。數據採集及處理主要是數據的採集，顯示，分析和記錄，是整個系統的核心，發送指令，接受控制器向上位機傳輸的數據並在表格中對應的通道顯示該點數據。數據記錄功能可以實時連續的記錄每個通道採集的數據並保存在本地計算機上可供事後調出查詢。本實施方式中，檢測3種機型的發動機電氣線路。實配參數模擬量輸出64點、模擬量輸入68點、測溫電阻(PtlOO) 4點、測溫電偶(K型)4點、可測的電阻52點，滑油壓力和喘振信號電壓測量2通道。系統按預留109Γ15%的測試通道進行配置見表I。表I為本實施方式診斷裝置配置表
各電氣部件待檢測內容如表2所示。以表2中序號I的電路為例,檢測的電氣部件名稱為1 起動機轉速，對其進行電流測試(即電阻性負載測試)、內阻測量；表2中序號為3，檢測的電氣部件名稱為T2，僅進行測溫檢測(即熱電偶檢測);表2中序號為21，檢測的電氣部件名稱為TM，僅進行PT100測溫檢測。表2為檢測電路及檢測類型
權利要求
1.一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置，包括控制箱、觸控螢幕、航空插頭、控制器和上位機，所述的觸控螢幕鑲嵌在控制箱上，所述的控制器設置在控制箱內部，所述的控制器與上位機通訊，同時控制器上還連接電纜束的一端，電纜束的另一端連接航空插頭，通過該航空插頭連接待測電氣裝置，其特徵在於在所述的上位機內還設置有診斷模塊用於設置測量發動機電氣系統部件的檢測標準，並根據上述檢測標準對發動機故障進行診斷。
2.一種渦扇發動機整機電氣系統診斷方法，採用權利要求I所述的渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置實現，其特徵在於包括以下步驟 對電阻性負載的檢測方法為電阻性負載是指電阻性負載傳感器、點火裝置和閥門，將上述電阻性負載的一部分或者全部連接到航空插頭上； 由上位機發出電流監測指令，控制器接收該指令後，控制器上的模擬量輸出模塊發出O 20mA範圍內的任意固定電流激勵到傳感器或閥門或點火裝置的一個接線端上，再由控制器上的採集輸入模塊測得該電流信號，若1 = #時，表明該迴路正常；其中，I·為實際檢測到的電流值，1#為控制器上的模擬量輸出模塊輸出的電流值；若1 #時，表明該迴路出現開路情況；若1 =0，則表明該迴路出現短路情況； 對熱電阻的檢測方法為採用測溫模塊對熱電阻的溫度進行測量，首先將測溫模塊的一端連接到控制器，另一端連接待檢測的熱電阻所在電路，若測量誤差滿足如下範圍，則說明該熱電阻所在電路正常Tss-S0C <T#]<TSS+3 °C 式中，TmS熱電阻的實際測量值；TssS測試時設備所在的環境溫度； 否則，說明該熱電阻電路異常； 對熱點偶的檢測方法為採用電偶模塊進行測量，先將該電偶模塊的一端連接到控制器，另一端連接到待測熱電偶所在電路；若測量誤差滿足如下範圍，則說明該熱電偶所在電路正常Tss-S0C <T#]<TSS+3 0C 否則，說明該熱電偶所在電路異常； 對於一些其他部件的診斷，方法為首先進行電流檢測正常後，還要做進一步的電阻阻值的檢測，即採用測內阻的電阻模塊進行測量，首先，將待診斷器件連接到電阻模塊，電阻模塊連接到控制器，通過電阻模塊直接能夠檢測到迴路的電阻，若測得的電阻值滿足以下範圍，則判為正常R基準 _5Ω < Rjijiij< Rs |+10 Ω 式中，Rm為電阻標準值，R 為待測電阻的實測值； 否則，則認為該迴路故障。
3.根據權利要求I所述的渦扇發動機整機電氣系統診斷方法，其特徵在於在熱電阻的檢測中，採用的測溫模塊為測溫Ptioo模塊。
全文摘要
一種渦扇發動機整機電氣系統健康診斷裝置及方法，屬於診斷裝置及診斷方法。包括控制箱、觸控螢幕、航空插頭、控制器和上位機，且在上位機內還設置有診斷模塊，該模塊用於設置測量發動機電氣系統部件的檢測標準，並根據上述檢測標準對發動機故障進行診斷。本發明所提出的方法，可以替代原始的人工測量發動機各電器系統部件的操作過程，快速判斷整機電氣系統狀況，適用於多個型號渦扇發動機電氣系統檢查。可以應用到渦扇發動機生產科研單元及使用單位，用於發動機地面狀態檢查整機電氣系統好壞，具有可觀的市場價值。
文檔編號G01R31/00GK102944789SQ20121045364
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者姜鳳, 李寧蘇, 黃猛, 張凱, 趙鵬 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司