2017年第36卷第8期
传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
103
DOI:10.13873/J.10009787(2017)08010303
基于LabVIEW的航空发动机气路故障分析系统设计
马敏，闫超奇
（中国民航大学电子信息与自动化学院，天津300300）
摘要：针对在航空发动机气路中带电粒子的电荷信号微弱，传感器工作环境恶劣的条件下，监测航空发动机气路故障的问题，设计了一种能适应高温、高噪声等恶劣工作环境并对电荷信号灵敏监测模型，使用 LabVIEW软件建立了航空发动机气路不同工况中静电信号的子V1,对信号进行采集和分析。通过对航空发动机多种工况的模拟和试验，建立了航空发动机气路故障分析系统。结果表明：该监测模型分辨率高、信噪比高、稳定性好，可稳定地监测航空发动机的多种工况，为航空发动机气路故障诊断提供可靠的依据。关键词：航空发动机；发动机气路故障；LabVIEW；静电信号；故障分析系统
中图分类号：V271.4
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2017)08-0103-03
Design of aeroengine gas path fault analysis system
basedonLabviEw
MA Min, YAN Chao-qi
(Civil Aviation University of China,College of Electronic Information and Automation, Tianjin 300300,China) Abstract: Aiming at problem of how to monitor the fault of aeroengine gas path under the condition where electrostatic signal of charged particles in aeroengine gas path is weak, and harsh working environment of the sensor, a monitoring model which can adapt to high temperature, high noise and is sensitive to charge signal is designed. The LabVIEW sofware is used to establish the sub VI of the static electricity signal in different operating conditions to acquire and analyze signal. Through simulate and experiment of various working condition of aeroengine, an aeroengine gas path fault analyze system is established. Result show that the model has advantages of high resolution, high signal-to-noise ratio, high stability and can steadily monitor various working condition of aeroengine and provide a reliable basis for fault diagnosis of aero engine gas path.
Key words: aeroengine; fault of aeroengine gas path; LabVIEW; static electricity signal; fault analysis system
0引言
航空发动机为飞机提供动力，但发动机长时间处于高强度工作状态，其部件容易产生疲劳受损，严峻的工作环境易导致润滑材料寿命缩短、非正常润滑和磨损失效等故障，本文针对静电信号微弱的问题，使用虚拟仪器采集系统对电荷信号进行采集与处理2]，并基于气固两相流装置模拟航空发动机的运行，模拟了故障发生时的颗粒带电状况，对信号进行分析，建立故障分析系统，识别代表气路故障特征的信号，使航空发动机尾气监测技术进一步完善。
1基本原理
航空发动机气路的排放物主要包括三部分(3]，即燃油燃烧产生的固体烟尘，航空发动机部件磨损产生的颗粒以收稿日期：2016-08-01
及吸人颗粒物。当航空发动机处于健康状况时，气路中颗粒粒径范围主要集中在5~7nm和20~40nm两个范围，而航空发动机气路部件故障时，会产生粒径大于40μm的异常颗粒。由于不同类型、不同粒径的固体颗粒在气路中运动都会产生特征各异的静电信号，因此，对气路进行静电信号的监测就可以反映航空发动机气路部件的磨损状况，从而反映航空发动机的故障状况
本文中应用气固两相流装置模拟航空发动机气路4 系统的整体示意图如图1所示。气体由风机吹出，在管适内流动，并可向管道内加人玉米粉，二氧化硅粉，金属粉等固体颗粒，以模拟航空发动机气路不同类型的固体颗粒的运动过程3了，分别检测绝缘体颗粒、半导体颗粒以及导体颗粒的静电信号特征。由于在管道中，空隙率超过99%，
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（61401466）；中国民航大学科研启动基金资助项目（2013QD01S）