基于ECT技术的航空发动机尾气监测系统设计.pdf

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1、88传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第5期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)05-0088-04基于ECT技术的航空发动机尾气监测系统设计马敏，周苗苗，李新建(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)摘要：为克服现有航空发动机尾气监测系统性能欠稳定和成本较高的问题，设计了基于电容层析成像(ECT)技术的航空发动机气路状态实时监测系统，实现了集传感器设计、数据采集及图像处理功能的一体化。系统主要包含多电

2、极电容传感器模块、数据采集系统模块和计算机成像模块三大模块。概述了各个模块的设计思路，并详细论述了核心模块即采集系统模块的设计方法与控制流程。仿真实验表明：该系统具有性能稳定、非侵入性和实时陛好等特点。关键词：气路状态；电容层析成像技术；数据采集；计算机成像；尾气监测中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)05-0088-04’D一es‘ign0I．．aer0·engl●ne0I●●lngasmoni‘tori●ngsyst·embased0nECTtechnologyMA

3、Min，ZHOUMiao-miao，LIXin-jian(SchoolAeronauticalAutomation，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Inordertoovercomedisadvantageofunstableperformanceandhighcostinthesystemoftheexistingaircraftengineofgasmonitoringsystem．TheECT—basedaero—e

4、ngineofgasacquisitionsystemisdesignedwhichrealizecollectionofsenordesign，dataacquisitionandimageprocessingintheintegrationofthefunctionalsystemdesign．Thesystemincludesthreemodules：multi—electrodecapacitivesensormodule，dataacquisitionsystemmoduleandcomputeri

5、magingmodule．Summarizedesignthoughtofeachmodule，anddiscussdesignmethodandcontrolprocessofacquisitionsystemmodulewhichisthecoremoduleindetail．Simulationexperimentshowsthatthissystemhasfeaturesofstableperformance，nOD．一invasiveandgoodreal·time．Keywords：gaspath

6、condition；ECTtechnology；dataacquisition；computerimaging；ofgasmonitoring0引言实时监测系统能够有效克服这一弊端，为新一代航空发动航空发动机是一种安全性、可靠性要求极高的大型设机尾气监测提供了新的工作方式。备，发动机故障往往能够导致飞行中的重大安全事故。而1系统的构成框架和工作原理飞机发生事故前，航空发动机内部零部件必然已发生磨损、整个系统主要包括三大模块：多电极电容传感器模块、碰擦、侵蚀等故障，这将会导致发动机气路部件的工作状况数据采集模块

7、和计算机成像模块，如图1所示。出现异常j。因此，实现航空发动机气路状态的实时监通过对电极形状、数目的选择，接地屏蔽层的合理设计测对降低飞机事故发生率具有重要的现实意义。和对传感器结构参数的比较优化，最终确定传感器模块采电容层析成像(ECT)技术作为一项对电容敏感，且响用16极板的ECT系统传感器。为便于在设计中及时发现应速度快、与被测物流非接触、安装简便及成本低的过程层错误并改正，提高工作效率，设计了基于FPGA的数据采集析成像技术，在工业过程参数的可视化检测应用中已经成系统，该方法能够根据需要实现系统的重构

8、。另外，为了有为一种非常有发展潜力的技术，但在航空发动机监测方面效地抑制杂散电容干扰，采用锁相环技术实现相干检测，进尚未得到应用。航空发动机结构复杂，其气路部件处于恶一步完成了对C／V转换电路的设计。计算机成像模块通劣的高温、高压工作环境，这些潜在因素在很大程度上限制过接口电路将数据缓存区的数据传输给计算机，采用迭代了传统监测方式在这个领域的沿用，然而基于ECT技术的算法实现对图像的重建。收稿日期：