基于LabVIEW的飞机气体系统气密性检测系统设计.pdf

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1、测试技术TESTINGTECHNOLOGY基于LabVIEW的飞机气体系统气密性检测系统设计MilitaryAircraftPneumaticSystemLeakageFaultDetectionSystemBasedonLabVIEW112■李俊杰　王宏伟　杨树／1空军航空大学航空机械工程系　2空军95092部队　　针对飞机冷气系统特点，结合DSP和虚拟仪器技术的优势，研制了的不足。具有良好的虚拟仪器界面的气密性检测系统，该系统具有对气体泄漏进行实时检测与趋势预测的能力，并能对泄漏故障报警。冷气系统泄漏产生超声波的机理当飞机冷气系统管路内充满压缩冷气系统是飞机的主要附

2、件系统，的系统设计，实现检测设备的小型化、空气时，压力一般为（110～130）×其主要功能包括驱动机轮刹车、智能化要求。98kPa，由于内外压差较大，一旦管路收放着陆减速伞、座舱密封、应急收放有漏孔，气体将从漏孔冲出。当漏孔尺起落架等。冷气系统的故障对飞行产生检测系统的保障性设计特点寸较小且雷诺数较高时，冲出的气体就非常严重的影响。军队当前采用的冷气智能气密性超声检测系统是根据航形成湍流，湍流在漏孔附近产生一定频系统气密性检测方法是通过对冷气系统空维修的实际需求，结合飞机的材料、率的声波，声波振动的频率与漏孔尺寸增压来观察压力表值的变化，操作程序部件特点以及检测人员的需

3、求而提出相关，漏孔较大时人耳可听到漏气声，复杂，耗费时间长，检测效率低，无法的，应具有如下特点。漏孔较小且声波频率大于20kHz时，人满足现代战争对装备保障的需要。因此(1)可靠性。系统具有超声检测的耳无法听到，被称作空载超声波。超声迫切需要一种高效、迅速、准确的气密功能，能够满足航空维修气密性检测工波是高频短波信号，其强度随着离开声性检测方法，来提高装备保障的效率，作的实际需要，确保飞行安全。源（漏孔）距离的增加而迅速衰减。将达到检测手段智能化、通用化、小型化(2)便携化。系统采用手持式设此信号用于判断泄漏位置相对简单。的要求。国内外研究表明，超声波与红计，配备笔记本

4、电脑，便于维修人员操泄漏超声本质上是湍流和冲击噪外成像已成为气密性检测方法主要的发作，携带方便，同样适用于机动作战装声。本文采用超声传感器阵列以及NI公展趋势。红外成像检测气密性的方法需备保障。100要压缩冷空气源，成本较高，与机动快(3)智能化。系统除具有诊断泄漏本底噪声速的航空装备检测要求不适应。超声检故障的功能外，还可以将泄漏发生的数80测气密性的方法在国外已受广泛关注，据保存或直接传输给计算机进行分析，泄漏声美国UE公司生产的Ultraprobe10000被可以进行泄漏趋势的预测，并提出合理Bd,60NASA用于航天领域，代表着当前超声的检测方案及维修决策支持。

5、压声气密检测的最高水平。而国内的同类产(4)精确化。采用观察功率谱值的40品在检测精度及智能化方面与国际先进方法进行检测，对泄漏量的大小进行定水平还存在一定差距。本文在研究了飞量，为精确化维修提供依据。20机冷气系统检测特点的基础上，提出采(5)故障定位。采用巡检的检测方204060频率,Hz用超声检测的方法，并利用虚拟仪器良式，能够准确定位出现泄漏故障的部好的人机交互界面，采用基于LabVIEW位，弥补了传统方法无法实现故障定位图1　泄漏信号与噪声频谱图航空维修与工程2010/566AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviation

6、now.com.cn司的数据采集卡，采集某型飞机冷气系集卡将采集数据传送到计算机，采用检测系统界面如图4所示。统泄漏时的声波信号。对信号进行频谱LabVIEW编程，实现对飞机冷气泄漏(1)数据接收模块通过USB传输接分析，结果如图1所示。的智能化处理。图2所示为本系统的硬口，接收由DSP传来的泄漏信号数据，泄漏产生的超声波频带比较宽，件结构框图。通过动态链接库（DLL）的方式调用一般在20～100kHz之间，不同的频率点API函数与USB通信，DLL动态链接库上，超声波的能量不同。频谱峰值随着检测系统的软件模块采用VC++6.0进行开发。USB2.0具有传泄漏孔尺寸和压

7、力的变化而变化。如果气体泄漏分析软件具有良好的人机输速度较快，即插即用的特点，符合外泄漏量恒定即泄漏面积一定，则泄漏孔交互界面和近似真实的波形显示界面。场工作环境的需要。的形状越接近于圆形，声压越高。从图采用虚拟仪器进行信号的检测，以判断(2)采用LabVIEW的数字滤波模1可以看出，在40kHz点的泄漏超声波能泄漏故障发生的趋势并确定检测策略，块，将前期的MATLAB实验得到的滤波量较大，泄漏声与本底噪声的能量差值是航空装备检测的发展趋势。器参数作为滤波模块的参数输入量。通也最大。本系统设计时，采用40kHz作如果出现泄漏，维修人员可以