專利名稱：用于指示跳動程度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于指示跳動程度的設(shè)備。
本發(fā)明的領(lǐng)域?yàn)榉治鲕囕v內(nèi)的振動，尤其是當(dāng)車輛提供有驅(qū)動旋轉(zhuǎn)推進(jìn)元件的發(fā)動機(jī)時(shí)來分析車輛內(nèi)的振動。本發(fā)明的應(yīng)用的典型實(shí)例是呈現(xiàn)高度振動的直升機(jī)、車輛，這些直升機(jī)、車輛呈現(xiàn)高度振動主要源于用于同時(shí)提供提升和推進(jìn)的主馬達(dá)。
背景技術(shù)：
表征在這種車輛中所呈現(xiàn)的振動是重要的，這是因?yàn)檎駝哟砹藢?dǎo)致不同材料疲勞現(xiàn)象并因此對安全具有直接影響的應(yīng)力。振動也會降低安裝在車輛上不同裝備的性能。另外，在直升機(jī)艙室的振動決定乘客和駕駛員的舒適性，毫無疑問，駕駛員舒適性也是安全的一個(gè)重要因素。
已知一種用于連續(xù)記錄直升機(jī)內(nèi)振動的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)已知為健康使用及監(jiān)控系統(tǒng)(HUMS)。只要在已識別頻率Ω、2Ω或BΩ上振動程度超過預(yù)定閾值，該系統(tǒng)則在可移動監(jiān)控磁盤內(nèi)記錄警告，其中Ω表示馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度，B表示安裝在馬達(dá)上葉片的數(shù)量。
還已知平衡馬達(dá)以便除諧波B之外，在基頻Ω的每個(gè)諧波上減小艙室內(nèi)的振動。
然而目前還沒有裝置在不限定識別頻率的情況下用于提供指示振動程度，也即，還不存在考慮到馬達(dá)全部行為的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的目的在于提供一種指示振動程度的設(shè)備，其能夠評定不能由簡單的頻率分析進(jìn)行檢測的平衡缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，用于指示跳動程度的指示器裝置包括-分析器裝置，其對應(yīng)于基準(zhǔn)頻率和諧波系數(shù)以從評測信號中抽取出如下內(nèi)容-在等于基準(zhǔn)頻率與所述諧波系數(shù)的乘積的頻率上的第一加速信號；以及-在等于基準(zhǔn)頻率與所述諧波系數(shù)減去一的乘積的頻率上的第二加速信號；-以及控制電路，其接收加速信號以便產(chǎn)生跳動程度。
另外，該設(shè)備包括比較器，如果跳動程度超過預(yù)定閾值則該比較器產(chǎn)生警告信號。
首先，跳動程度是馬達(dá)的移動元件中一個(gè)或多個(gè)異常的表征，馬達(dá)的移動元件例如葉片、間距控制鏈路、滯后阻尼器或適配器、或者鉸鏈(滾珠軸承或疊片連接)。
其次，跳動導(dǎo)致在艙室內(nèi)的事實(shí)上的不平衡感覺，這對于直升機(jī)的全體乘務(wù)員和乘客來說尤其不舒服。
再者，指示跳動程度在車輛維護(hù)方面是基本的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，跳動程度是首先所述加速信號中之一的n次冪和其次另一加速信號之間的差值的函數(shù)。
優(yōu)選地，跳動程度等于所述加速信號中之一的n次冪除以另一加速信號的比率。
有益地，n的值等于2。
根據(jù)所述設(shè)備的附加特征，所述評測信號取自振動傳感器。
所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于響應(yīng)多個(gè)測量信號而產(chǎn)生評測信號的集中器組件，每個(gè)測量信號來自不同的振動傳感器。
在第一種選擇中，評測信號等于測量信號的總和。
在第二種選擇中，評測信號是測量信號中最大的一個(gè)。
另外，基準(zhǔn)頻率取自旋轉(zhuǎn)傳感器的速度。
本發(fā)明以特別有益的方式適用于直升機(jī)，在該情況下，旋轉(zhuǎn)速度是主馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，并且諧波系數(shù)等于所述馬達(dá)葉片的數(shù)量。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于指示旋轉(zhuǎn)翼飛行器的跳動程度的裝置，該旋轉(zhuǎn)翼飛行器具有帶有多個(gè)葉片的馬達(dá)，該裝置包括-用于測量在飛行器上振動的振動傳感器S1、S2、S3；-用于測量馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度的速度傳感器T，該速度傳感器提供具有基準(zhǔn)頻率Ω的基準(zhǔn)信號；-用于同步分析來自振動傳感器的振動信號E的諧波分量的同步分析裝置FT，該同步分析裝置FT連接到振動傳感器和速度傳感器，該同步分析裝置FT被配置以從振動信號E中提取i)頻率BΩ的第一諧波分量γB，該頻率BΩ等于所述基準(zhǔn)頻率Ω與等于馬達(dá)葉片數(shù)量的諧波系數(shù)B的乘積，以及ii)頻率(B-1)Ω的第二諧波分量γB-1，該頻率(B-1)Ω等于所述基準(zhǔn)頻率Ω與所述諧波系數(shù)B減一的乘積；-連接到同步分析裝置FT的控制電路DC，該控制電路接收所述第一和第二諧波分量并輸出跳動程度L。


下面在實(shí)施例的如下描述中更加詳細(xì)地講述本發(fā)明，該實(shí)施例以示例方式給出并且參照圖1，該圖1是所述設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，第一、第二和第三傳感器S1、S2和S3布置在直升機(jī)的艙室內(nèi)以測量振動。這三個(gè)傳感器傳送相應(yīng)的第一、第二和第三測量信號C1、C2和C3，上述三個(gè)測量信號代表每個(gè)傳感器所經(jīng)受的加速。傳感器優(yōu)選是加速計(jì)或應(yīng)變儀。
集中器組件MM接收三個(gè)測量信號C1、C2和C3，以便將它們結(jié)合入(使用某些功能)評測信號E。
在第一種選擇中，其對測量信號求和。
在第二種選擇中，其將測量信號中最大的一個(gè)視為評測信號。
合理地觀察到當(dāng)僅僅提供一個(gè)傳感器時(shí)本發(fā)明也成立，在此情況中，該傳感器直接傳送評測信號E，并且省略了集中器組件MM。
轉(zhuǎn)速計(jì)T傳送直升機(jī)的主馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)Ω的速度。
分析器裝置FT從時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換評測信號E。該分析器裝置FT有權(quán)使用馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)Ω的速度和所述馬達(dá)的葉片的數(shù)量B，以便產(chǎn)生在頻率B*Ω上表示評測信號的光譜分量的第一加速信號γB，其中符號“*”用于表示相乘。
類似地，其產(chǎn)生第二加速信號γB-1，該第二加速信號γB-1表示在頻率(B-1)*Ω時(shí)評測信號的光譜分量。
從而能夠看到葉片B的數(shù)量事實(shí)上表示諧波系數(shù)。
控制電路CC接收兩個(gè)加速信號γB和γB-1，以產(chǎn)生作為這些信號的函數(shù)的跳動程度L。
優(yōu)選地，該跳動程度由下式給出L＝[(γB-1)n]/γB冪n有益地等于2，但是本發(fā)明無論n的值是多少均成立。重要的是測量加速信號之一的n次冪和另一加速信號之間的差值。
有益地，所述裝置進(jìn)一步包括比較器COMP，如果跳動程度L超過預(yù)定閾值TH則該比較器COMP產(chǎn)生警告信號AL。
當(dāng)然，本發(fā)明能夠以多種方式進(jìn)行改變。盡管上面描述了一種實(shí)現(xiàn)方式，應(yīng)該理解的是，徹底鑒定所有可能的實(shí)現(xiàn)方式是不可能的。很明顯可以用等價(jià)裝置替換所描述的任何裝置，而這并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于指示跳動程度L的設(shè)備，該裝置特征在于包括分析器裝置(FT)，該分析器裝置對應(yīng)于基準(zhǔn)頻率Ω和諧波系數(shù)B以從評測信號E中提取出如下內(nèi)容-在等于基準(zhǔn)頻率Ω與所述諧波系數(shù)B的乘積的頻率上的第一加速信號γB；以及-在等于基準(zhǔn)頻率Ω與所述諧波系數(shù)減一的乘積的頻率上的第二加速信號γB-1；并且其特征在于進(jìn)一步包括控制電路CC，該控制電路CC接收加速信號γB、γB-1，以產(chǎn)生所述跳動程度L。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，其進(jìn)一步包括比較器(COMP)，如果所述跳動程度L超過預(yù)定閾值TH，則該比較器產(chǎn)生警告信號AL。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，跳動程度L是首先所述加速信號中之一γB-1的n次冪和其次另一加速信號γB之間的精確差值的函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述跳動程度等于所述加速信號中之一γB-1的n次冪除以另一加速信號γB的比率。
5.如權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，n的值等于2。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述評測信號E取自振動傳感器。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，其進(jìn)一步包括用于響應(yīng)多個(gè)測量信號C1、C2和C3而產(chǎn)生所述評測信號E的集中器組件(MM)，該每個(gè)測量信號來自不同的振動傳感器(S1、S2、S3)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述評測信號E等于所述測量信號C1、C2、C3的總和。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述評測信號E是所述測量信號C1、C2、C3中最大的一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述基準(zhǔn)頻率Ω取自轉(zhuǎn)速計(jì)T。
11.一種用于指示旋轉(zhuǎn)翼飛行器的跳動程度L的設(shè)備，該旋轉(zhuǎn)翼飛行器具有帶有多個(gè)葉片的馬達(dá)，該裝置包括-用于測量在飛行器上振動的振動傳感器S1、S2、S3；-用于測量馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度的速度傳感器T，該速度傳感器提供具有基準(zhǔn)頻率Ω的基準(zhǔn)信號；-用于同步分析來自振動傳感器的振動信號E的諧波分量的同步分析裝置FT，該同步分析裝置FT連接到振動傳感器和速度傳感器上，該同步分析裝置FT被配置以從振動信號E中提取i)頻率BΩ的第一諧波分量γB，該頻率BΩ等于所述基準(zhǔn)頻率Ω與等于馬達(dá)葉片數(shù)量的諧波系數(shù)B的乘積，以及ii)頻率(B-1)Ω的第二諧波分量γB-1，該頻率(B-1)Ω等于所述基準(zhǔn)頻率Ω與所述諧波系數(shù)B減一的乘積；-連接到同步分析裝置FT的控制電路DC，該控制電路接收所述第一和第二諧波分量并輸出跳動程度L。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括比較器，如果所述跳動程度L超過預(yù)定閾值TH，則該比較器產(chǎn)生警告信號AL。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述跳動程度L是首先所述諧波分量中之一γB-1的n次冪和其次另一諧波分量γB之間的精確差值的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述跳動程度等于所述諧波分量中之一γB-1的n次冪除以另一諧波分量γB的比率。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中n的值等于2。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，包括用于響應(yīng)多個(gè)測量信號C1、C2和C3而產(chǎn)生所述評測信號E的集中器組件，該每個(gè)測量信號來自不同的振動傳感器。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述振動信號E等于所述測量信號C1、C2、C3的總和。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述振動信號E是所述測量信號C1、C2、C3中最大的一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于指示跳動程度L的裝置，該裝置特征在于包括分析器裝置(FT)，該分析器裝置(FT)響應(yīng)基準(zhǔn)頻率Ω和諧波系數(shù)B以從評測信號E中提取出如下內(nèi)容在等于基準(zhǔn)頻率Ω與所述諧波系數(shù)B的乘積的頻率上的第一加速信號γ
文檔編號B64C27/00GK1707237SQ20051007535
公開日2005年12月14日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者P-A·奧堡 申請人:歐洲直升機(jī)公司