一种非介入式航空发动机状态监测系统及实现方法技术方案

本发明专利技术提出了一种非介入式航空发动机状态监测系统及实现方法。整个系统包含电场传感器、尾气电场感应装置、信号采集装置以及计算机。尾气电场感应装置搭载电场传感器获取尾气带电量，并将测量数据通过信号采集装置送至计算机，在计算机中完成信号处理、分析及显示。航空发动机状态感知采用测量尾气带电颗粒周围电场值的方式，分析方式采用一种基于高斯定理的封闭空间内的总电荷量估算方法，基于测得的电场估算尾气中带电颗粒的电荷量，利用数据挖掘技术获取尾气电荷量与航空发动机的工作状态之间的对应关系，从而实现对航空发动机工作状态的监测，系统精确度高、易于实现且成本较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种非介入式航空发动机状态监测系统及实现方法


[0001]本专利技术属于航空发动机状态监控与故障诊断领域，具体涉及一种非介入式航空发动机状态监测系统及实现方法，包含该系统的整体架构、测量方法，适用于航空发动机地面试车试验时的状态监测。

技术介绍

[0002]发动机工作状态的感知和获取是发动机状态监测的重要手段，也是发动机运行过程故障监测、发动机设计缺陷诊断等的重要检测手段。传统的发动机状态工作感知手段如基于叶片振动、基于气路参数和气路热力学模型，往往需要故障恶化到一定程度才能监测到相应变化，并且这些技术固有的传感器安装受限、信号定位难等问题还将长期存在。
[0003]航空器发动机处于工作状态时，尾气颗粒会在接触、吸附、原子电离、燃烧室化学反应等作用下带上一定量的电荷。健康状态的航空器发动机尾气主要包含碳烟颗粒，其是主燃区内形成的碳烟以及随后高温区中被氧化的结果，这种尾气颗粒荷电量小、数量较多且分布较均匀。当发动机性能衰退或发生故障时，例如叶片磨蚀、发动机气路部件出现磨损性故障或部件达到工作寿命出现老化问题，尾气会包含异常固体颗粒，异常颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非介入式航空发动机状态监测系统及实现方法，其特征在于：所述非介入式航空发动机状态监测系统由数据由电场传感器、尾气电场感应装置、信号采集装置以及计算机四部分组成；其中，尾气电场感应装置为固定电场传感器布置位置的支架，电场传感器作为感知单元能够测量某个位置的电场值，多个电场传感器组成一个平面阵列，沿尾气电场感应装置布置电场传感平面阵列；尾气从尾喷管喷出，流经尾气感应装置，电场传感器感知尾气附近位置的电场值，通过信号采集装置将电场值送至计算机进行数据处理，基于一种基于高斯定理的封闭空间内的总电荷量估算方法，估算出尾气电场感应装置内实时的带电颗粒电荷量，利用数据挖掘技术获取尾气电荷量与航空发动机的工作状态之间的对应关系，从而实现对航空发动机工作状态的监测。2.根据权利要求1所述的电场传感器，其特征在于：所述电场传感器，为非接触式电场传感器，安装于所述尾气电场感应装置上，具有体积小、功耗低、可靠性高的特点，可通过非接触的方式测量某个位置的电场值。3.根据权利要求1所述的尾气电场感应装置，其特征在于：所述尾气电场感应装置，固定电场传感器的位置，其外形为喇叭状，尾气气流的带电粒子不会对传感器造成干扰，尾气气流的温度较高，电场传感器布置在尾气电场感应装置上可以规避尾气的高温度，使其正常工作；所述电场传感器沿尾气感应装置组成电场传感平面阵列，可以获得尾气电场感应装置上多个位置点的场强，能够以较高精度与较低成本还原尾气电场感应装置内的带电粒子电荷量。4.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于：所述信号采集装置为信号采集卡，具有多个通道，每个通道连接一个电场传感器，信号输出端连接计算机，通过采集程序将各通道电场传感器的值同步输出至计算机进行处理。为了实现采集程序，将采集卡的采集程序封装成动态链接库，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建勋，刘昕宇，袁海文，魏鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：