專利名稱：振動測量與記錄的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對飛行器發(fā)動機(jī)振動的監(jiān)控以及，更確切的說，涉及到利用一種計算機(jī)系統(tǒng)對飛行器發(fā)動機(jī)的未處理振動信號的訪問。
背景技術(shù)：
典型的商用飛行器發(fā)動機(jī)為了監(jiān)控發(fā)動機(jī)的壽命狀態(tài)并為飛行人員提供振動指示，都具有加速表以及相關(guān)聯(lián)的信號調(diào)節(jié)系統(tǒng)。大多數(shù)現(xiàn)行飛行器振動監(jiān)控系統(tǒng)具備的振動監(jiān)控計算機(jī)位于飛行器機(jī)體的電子學(xué)艙內(nèi)，加速表位于發(fā)動機(jī)上。初始信號調(diào)節(jié)單元，如放大器，可以位于發(fā)動機(jī)上，支柱上，或者在飛行器的電子學(xué)艙內(nèi)。作為一種信號處理單元的振動監(jiān)控計算機(jī)通常位于飛行器電子學(xué)艙內(nèi)，其執(zhí)行的功能為，例如對信號進(jìn)行過濾以確定同步振動。該信號處理器的輸出將原始信號的表示大大簡化。對每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子的典型輸出將僅為1/rev的振動幅度，例如每秒報告一次的1/rev LP(低壓)和HP(高壓)值。更加復(fù)雜的原始振動信號將包含這種信息，以及對其它頻率的響應(yīng)，例如1/rev的諧波，轉(zhuǎn)子葉片的通過頻率以及旋轉(zhuǎn)元件軸承的通過頻率。
但是，有些發(fā)動機(jī)和飛行器系統(tǒng)中，這種信號處理器位于發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)塔門上。把振動監(jiān)控計算機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)或塔門上與在飛行器電子學(xué)艙相比的優(yōu)點在于，系統(tǒng)的重量較輕，振動信號受噪聲的影響較少。但是，假如發(fā)生振動問題，在這里要訪問未處理振動信號以便對起因進(jìn)行合理診斷，就需要采取某些行動，例如要從發(fā)動機(jī)上信號處理計算機(jī)通過機(jī)翼到飛行器船艙鋪設(shè)電線來訪問這些未處理的數(shù)據(jù)。這樣，當(dāng)振動監(jiān)控計算機(jī)位于發(fā)動機(jī)上，為發(fā)現(xiàn)并修理故障而要訪問未處理的波形數(shù)據(jù)時就會有困難，這不是完全不可能的。
所以希望提供從一種振動監(jiān)控計算機(jī)對未處理振動信號的訪問，具體地說，當(dāng)該振動監(jiān)控計算機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)上或發(fā)動機(jī)附近時，不需要象目前現(xiàn)有技術(shù)所要求采取的特殊措施。

發(fā)明內(nèi)容
建議了一種利用振動監(jiān)控計算機(jī)儲存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。這種改進(jìn)了的飛行器振動處理器和記錄系統(tǒng)，即使所配置的處理器位于發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)塔門上，也能方便訪問未處理的振動波形。利用本發(fā)明可以排除對未處理振動信號訪問的困難。
因此，本發(fā)明提供一種系統(tǒng)和方法，能夠簡化對未處理振動數(shù)據(jù)的訪問。該信號調(diào)節(jié)器，即使當(dāng)它被安裝在發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)塔門上時，也能使輸入信號數(shù)字化，并能夠?qū)τ邢迶?shù)量的未處理數(shù)據(jù)加以分析和儲存。對未處理信號以高速率數(shù)字化，并將該數(shù)字化值予以儲存。以供飛行后檢索該儲存值。


圖1是闡明位于飛行器機(jī)體內(nèi)的振動監(jiān)控計算機(jī)的振動測量與記錄系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)方框圖；圖2是闡明位于發(fā)動機(jī)上的振動監(jiān)控計算機(jī)的振動測量與記錄系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)方框圖；圖3是按照本發(fā)明配置的振動測量與記錄系統(tǒng)的方框圖。
具體實施例方式
圖1是闡明對飛行器發(fā)動機(jī)中振動進(jìn)行測量和記錄的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)10的配置方框圖。圖1表示的配置中，信號調(diào)節(jié)器16安裝在發(fā)動機(jī)12上。振動監(jiān)控計算機(jī)18位于飛行器14的電子學(xué)艙內(nèi)。振動監(jiān)控計算機(jī)18的典型輸出為1/rev值，如方框20指示的，在特定的時間間隔內(nèi)向飛行器報告，從每秒幾次到好多秒一次之間改變。原始輸入信號用方框22處未處理波形數(shù)據(jù)表示。如果需要未處理振動信號，從飛行器船艙電子學(xué)艙可以容易地對它進(jìn)行訪問。
最近的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)把振動監(jiān)控計算機(jī)從飛行器電子學(xué)艙移動到發(fā)動機(jī)處，如圖2所示。這樣一般可使系統(tǒng)重量減輕，而且減少受電子學(xué)噪聲和虛假信號的影響。但是，這種配置的缺點在于，要訪問未處理振動信號以便發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行修理時，將有困難甚至于不可能。
仍然見圖1和2，并參見圖3，本發(fā)明建議了一種新的用于測量和記錄飛行器發(fā)動機(jī)振動的配置28。在有些配置中，例如圖2和3闡明的，振動監(jiān)控計算機(jī)30安裝在發(fā)動機(jī)上，如圖2方框32所示。本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可以顯然看出，本發(fā)明也能應(yīng)用于振動監(jiān)控計算機(jī)30安裝在發(fā)動機(jī)塔門上的配置，這并不偏離本發(fā)明的范圍。圖3所示配置提供了一種新的能解決圖2所示配置存在的對未處理數(shù)據(jù)訪問的問題。
由此，按照本發(fā)明，振動監(jiān)控計算機(jī)30的能力得到了擴(kuò)展，為訪問未處理振動信號不再需要采取特殊措施?，F(xiàn)有技術(shù)振動監(jiān)控計算機(jī)，或信號調(diào)節(jié)器，30使輸入信號數(shù)字化，并有能力對有限數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和儲存。本發(fā)明系統(tǒng)利用這種現(xiàn)有能力并使計算機(jī)的儲存容量增加。儲存容量的增加可以利用任意一種合適的手段，例如在計算機(jī)中增加一個芯片以提供擴(kuò)展內(nèi)存。用足以獲取模擬波形實質(zhì)的高速率，例如每秒500-5000個采樣，將未處理信號數(shù)字化，并將這些數(shù)字化值予以儲存。一種可用的商用芯片或其它合適器件，如數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可以用來使信號數(shù)字化以便儲存在計算機(jī)中。可以把計算機(jī)軟件設(shè)置為在某些確定條件下開始對未處理振動波形的獲取。例如，數(shù)據(jù)獲取的開始可以在特定時間，在特定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子速度時，在特定事件發(fā)生時，例如達(dá)到一個振動幅度閾值，或者利用來自飛行器的輸入指令。計算機(jī)的擴(kuò)展能力可以將數(shù)字化的未處理數(shù)據(jù)予以儲存，供飛行之后檢索。由于模擬信號數(shù)字化的速率高，提供的信息和原始模擬信號的差不多，所以基本上等價于已經(jīng)對原始未處理信號進(jìn)行的訪問。作為一個實際情況，如果這些信息在飛行中不能被檢索時，但在飛行后該信息可以不損失任何數(shù)據(jù)而被檢索到。這樣就排除了，例如振動監(jiān)控計算機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)上時，對未處理振動信號訪問的困難問題。
本發(fā)明技術(shù)還可以被利用去獲取在事件發(fā)生過程中的未處理振動信號，這些事件是由于強(qiáng)烈振動、發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)、發(fā)動機(jī)發(fā)生故障、駕駛員輸入命令、或其它參數(shù)觸發(fā)的現(xiàn)場事件而發(fā)生的。不需要任何特殊儀器而具有訪問現(xiàn)場事件的未處理振動數(shù)據(jù)的能力是目前系統(tǒng)還不具備的。而這種能力對于診斷問題和現(xiàn)場事件特別方便。
雖然這里描述的是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，但本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員都會理解，在不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)，可以對它進(jìn)行各種更改，也可以用相當(dāng)?shù)脑娲湓?。除此之外，在基本上不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)，為適應(yīng)具體情況對本發(fā)明所述內(nèi)容可以進(jìn)行許多修改。所以，盡管這里公開的具體實施方案是實現(xiàn)本發(fā)明的最好模式，但本文并不有意限制在這個具體方案，本發(fā)明將包括在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方案。
附圖標(biāo)記明細(xì)表10.現(xiàn)有技術(shù)的振動測量和記錄系統(tǒng)12.發(fā)動機(jī)14.飛行器15.加速表16.現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的信號調(diào)節(jié)器18.電子學(xué)艙內(nèi)的振動監(jiān)控計算機(jī)20.振動監(jiān)控計算機(jī)的輸出22.未處理波形數(shù)據(jù)24.可用于發(fā)現(xiàn)故障及修理的數(shù)據(jù)28.振動測量和記錄系統(tǒng)的新配置30.安裝在發(fā)動機(jī)上的振動監(jiān)控計算機(jī)，信號調(diào)節(jié)器32.計算機(jī)在發(fā)動機(jī)上的系統(tǒng)34.被儲存的波形數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種能簡化對未處理振動數(shù)據(jù)訪問的系統(tǒng)(28)，該數(shù)據(jù)由與飛行器(14)發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的振動監(jiān)控計算機(jī)(30)收集，當(dāng)該振動監(jiān)控計算機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)上時，所說的系統(tǒng)包括為獲取未處理振動波形的裝置；用足以獲取模擬波形數(shù)據(jù)(22)的高速率對所獲取未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化的裝置；為振動監(jiān)控計算機(jī)(30)提供擴(kuò)展內(nèi)存的裝置；以及為儲存該數(shù)字化波形以便隨后檢索的裝置。
2.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中用于獲取的裝置包括把模擬振動信號輸入到振動監(jiān)控計算機(jī)(30)中。
3.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中將所獲取的未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化的裝置包括一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所要求的系統(tǒng)，其中儲存數(shù)字化波形的裝置包括與振動監(jiān)控計算機(jī)(30)相關(guān)聯(lián)的儲存芯片。
5.一種能簡化對未處理振動數(shù)據(jù)訪問的系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)由與飛行器(14)發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的振動監(jiān)控計算機(jī)(30)收集，當(dāng)該振動監(jiān)控計算機(jī)安裝在發(fā)動機(jī)塔門上時，所說的系統(tǒng)包括獲取未處理振動波形的裝置；用足以獲取模擬波形數(shù)據(jù)(22)的高速率對所獲取的未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化的裝置；為振動監(jiān)控計算機(jī)(30)提供擴(kuò)展內(nèi)存的裝置；以及為儲存該數(shù)字化波形以便隨后檢索的裝置。
6.如權(quán)利要5所要求的系統(tǒng)，其中用足以獲取模擬波形數(shù)據(jù)(22)的高速率對所獲取未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化的裝置，進(jìn)一步包括將所獲取未處理振動波形以至少每秒500采樣的速率進(jìn)行數(shù)字化的裝置。
7.如權(quán)利要求5所要求的系統(tǒng)，其中用足以獲取模擬波形數(shù)據(jù)(22)的高速率對所獲取未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化的裝置，進(jìn)一步包括將所獲取未處理振動波形以接近每秒5000采樣的速率進(jìn)行數(shù)字化的裝置。
8.一種能簡化對未處理振動數(shù)據(jù)訪問的方法，該數(shù)據(jù)由與飛行器(14)發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的振動監(jiān)控計算機(jī)(30)收集，當(dāng)該振動監(jiān)控計算機(jī)(30)安裝在發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)塔門上時，所說的方法包括的步驟為獲取未處理振動波形；用足以獲取模擬波形數(shù)據(jù)(22)的高速率對所獲取的未處理振動波形進(jìn)行數(shù)字化；為振動監(jiān)控計算機(jī)(30)提供擴(kuò)展內(nèi)存；以及儲存該數(shù)字化波形以便隨后檢索。
9.如權(quán)利要求8所要求的方法，其中提供擴(kuò)展內(nèi)存的步驟包括給振動監(jiān)控計算機(jī)(30)提供儲存裝置的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)和方法，能夠簡化對未處理振動數(shù)據(jù)的訪問。信號調(diào)節(jié)器(30)即使是安裝在發(fā)動機(jī)(14)或發(fā)動機(jī)塔門上，也能使輸入信號數(shù)字化，并能對有限數(shù)量的未處理數(shù)據(jù)加以分析和儲存。對未處理信號以高速率數(shù)字化，并將該數(shù)字化值予以儲存。該儲存值能供飛行后檢索。這種改進(jìn)的飛行器振動處理器和記錄系統(tǒng)，即使所配置的處理器(30)位于發(fā)動機(jī)(14)或發(fā)動機(jī)塔門上，也能夠方便訪問未處理的振動波形。
文檔編號F01D25/00GK1542422SQ200410043420
公開日2004年11月3日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者D·E·莫爾曼, G·文德默維, L·J·貝奇, D E 莫爾曼, 履, 貝奇 申請人:通用電氣公司