本發(fā)明涉及監(jiān)視飛機發(fā)動機葉輪的領(lǐng)域。例如，進行這種監(jiān)視以檢測對輪葉片的損壞。

背景技術(shù)：

飛機發(fā)動機包括多個葉輪。例如，隨著物體對輪葉片的沖擊，或者隨著葉輪經(jīng)受的空氣動力學(xué)條件的改變，葉輪可能會退化。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知用于對飛機發(fā)動機葉輪損壞進行檢測的各種方法。這些方法涉及檢測葉片(又稱為輪葉)的通過次數(shù)。通常用術(shù)語“葉尖定時”來描述這種操作?；谶@些通過次數(shù)，為每個葉片重建振動信號。對振動頻率的分析使得能夠檢測對葉片的損壞。這些方法的實施需要使用大量的傳感器，以便獲得葉片運動的充分采樣。

本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于監(jiān)視飛機發(fā)動機葉輪的方法及設(shè)備，該方法和設(shè)備適于使用數(shù)量減少的傳感器來快速地檢測對葉片的損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

通過一種用于監(jiān)視飛機發(fā)動機葉輪的方法來實現(xiàn)上述目的，該方法包括：

-采集至少一個時間信號，每個時間信號與葉輪葉片從傳感器前方通過時的時刻有關(guān)；以及

-確定飛機的當(dāng)前飛行階段；

其特征在于，該方法包括以下步驟：

-針對飛機的一系列飛行中的每次飛行，使每個時間信號的至少一部分與一組預(yù)定飛行階段中的預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)，該一組預(yù)定飛行階段包括至少一個預(yù)定飛行階段；以及

-針對每個葉片，針對所述一系列飛機飛行中的每次飛行以及針對每個預(yù)定飛行階段，測量第一感興趣位置，該第一感興趣位置等于葉片的尖部的平均位置，即所謂的“平衡位置”。

該方法的一些優(yōu)選且非限制性的方面如下：

-該方法包括針對每個葉片，針對每次飛行以及針對至少兩個預(yù)定飛行階段，測量第一感興趣位置；

-該方法包括針對每個葉片以及針對每個預(yù)定飛行階段，計算第二感興趣位置，該第二感興趣位置等于平衡位置的平均值或中間值，每個平衡位置與多次飛行中的一次飛行相關(guān)聯(lián)；

-該方法包括在參考位置和感興趣位置之間進行比較，以便檢測葉片上損壞的開始；

-該方法包括在飛行期間追蹤感興趣位置，以便檢測這些感興趣位置中的漸進移位；

-使用單個傳感器來測量葉片的平衡位置，該單個傳感器被配置成檢測葉輪葉片的尖部在預(yù)定點處的通過；

-該方法包括對至少一個時間信號的采集鏈中的異常進行測試，所述測試包含對與同一葉片和同一預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)的一組平衡位置的極值之間的偏差的測量，所述一組平衡位置中的每一個平衡位置與多次飛機飛行中的一次飛行對應(yīng)；

-該方法包括下述先行步驟：通過一組預(yù)定的飛行階段的專家評估來確定就每個葉片而言與葉片上的靜壓力以及與該葉片的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的預(yù)定飛行階段，該葉片上的靜壓力以及該葉片的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致葉片的關(guān)鍵工作模式。

本發(fā)明不僅不限于該方法，而且延伸到適于實施該方法的設(shè)備，并且具體地延伸到用于監(jiān)視飛機發(fā)動機葉輪的設(shè)備，該設(shè)備包括：

-至少一個傳感器，每個傳感器被配置成采集與葉輪葉片從傳感器前方通過時的時刻有關(guān)的時間信號；以及

-用于確定飛機的當(dāng)前飛行階段的裝置；

其特征在于，該設(shè)備包括信號處理裝置，該信號處理裝置被配置成：

-使每個時間信號的至少一部分與一組預(yù)定飛行階段中的預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)，該一組預(yù)定飛行階段包括至少一個預(yù)定飛行階段；以及

-針對每個葉片，針對至少一次飛機飛行以及針對每個預(yù)定飛行階段，測量第一感興趣位置，該第一感興趣位置等于葉片的尖部的平均位置，即所謂的“平衡位置”；以及

-輸出所述第一感興趣位置。

附圖說明

通過閱讀僅作為示例給出而并非限制性的實施例的示例的描述以及參照附圖，將更清晰地理解本發(fā)明，在附圖中：

-圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例；

-圖2a示意地示出了與飛機發(fā)動機葉片通過傳感器前面時的時刻有關(guān)的時間信號的采集；

-圖2b示出了由圖2a中表示的傳感器采集的時間信號；

-圖3a至圖3c示出了基于諸如圖2b中所示的時間信號之類的時間信號對葉片平衡位置的測量；

-圖4示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例；

-圖5示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施例；

-圖6示出了使用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的測量值；

-圖7示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第四實施例；

-圖8示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實施例；

-圖9示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例；

-圖10示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施例。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明，興趣集中在葉片在輪參考系統(tǒng)中的位置的隨時間變化上。特別注意力集中在葉片的尖部相對于輪的旋轉(zhuǎn)中心的隨時間變化上。在全文中，將葉片的位置隨時間改變的這種進展稱為“葉片運動”。

定義了葉片運動的靜態(tài)分量和動態(tài)分量。動態(tài)分量與葉片關(guān)于中心位置或平衡位置的振動對應(yīng)。靜態(tài)分量與該平衡位置中的移位對應(yīng)。

本發(fā)明的基本思想包括：通過不檢查該葉片的運動的動態(tài)分量而僅檢查該葉片的運動的靜態(tài)分量來檢測對葉片的損壞。

對葉片運動的靜態(tài)分量的研究提供了葉片的新信息，而不需要高頻采樣，因而不需要高計算能力。此外，如下文中更詳細地解釋的那樣，數(shù)量減少的傳感器使得能夠訪問關(guān)于該靜態(tài)分量的可靠數(shù)據(jù)。

圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例，該方法被實施以監(jiān)視飛機發(fā)動機葉輪。

示出了針對一系列飛機飛行的多次飛行之一并且針對預(yù)定飛行階段所實施的步驟。相同飛行系列中的飛行并非一定是連續(xù)的。

在所述一系列飛行中的每一次飛行期間依次實施這些步驟。針對每次飛行，在根據(jù)本發(fā)明的方法的先行步驟期間針對由專家評估的一個或多個預(yù)定飛行階段來實施這些步驟。

就每個葉片而言，預(yù)定飛行階段與葉片上的靜壓力及該葉片的轉(zhuǎn)速對應(yīng)，葉片上的靜壓力和該葉片的轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致葉片的關(guān)鍵工作模式。由于不能對這些量進行直接測量，所以根據(jù)發(fā)動機工作參數(shù)(例如葉輪轉(zhuǎn)速范圍)和發(fā)動機環(huán)境參數(shù)(例如溫度、高度)來確定“關(guān)鍵”飛行階段。該確定是由專家來執(zhí)行的。因此，獲得了預(yù)定飛行階段，該預(yù)定飛行階段可以特別地包括加速階段、減速階段、反推力階段。隨后，基于發(fā)動機的工作參數(shù)或發(fā)動機的環(huán)境參數(shù)，在當(dāng)前飛行階段中檢測預(yù)定飛行階段。

在第一步驟101期間，

-針對如下文中所定義的每個傳感器，采集代表葉輪葉片中的每一個葉片從該傳感器前方通過時的時刻的時間信號(子步驟1011)；以及

-確定飛機的當(dāng)前飛行階段(子步驟1012)。

在第二步驟102的第一子步驟1021期間，預(yù)定飛行階段與每個時間信號的至少一部分相關(guān)聯(lián)。第一子步驟1021可以描述為索引步驟，在該索引步驟期間，將與對應(yīng)的飛行階段相關(guān)的信息分配給信號。

該方法可以包括檢測預(yù)定飛行階段的開始和結(jié)束，以便于將對時間信號的記錄僅控制在這兩個時間之間。

該方法可以包括選擇所采集和所記錄的時間信號的至少一部分，這部分時間信號與所述預(yù)定飛行階段對應(yīng)。

隨后，在第二步驟102的第二子步驟1022期間，確定每個葉片的平均位置。從而每個平均位置與葉片、飛行和飛行階段相關(guān)聯(lián)。葉片的平均位置指代葉片的固定點相對于基準隨時間求平均的位置。在本文中固定點是葉片的尖部，即葉片的與葉輪的旋轉(zhuǎn)中心相對的端。

換言之，葉片的尖部的瞬時位置是通過傳感器并且針對葉輪的給定旋轉(zhuǎn)測量的該點的位置，而葉片的尖部的平均位置是多個瞬時位置的平均值，該多個瞬時位置是通過葉輪的各種旋轉(zhuǎn)并且通過一個或多個傳感器來測量的。

具體地，該位置是以葉輪的旋轉(zhuǎn)中心為中心的圓盤上的角位置。時間平均值是在短時間間隔上產(chǎn)生的，例如小于2分鐘。時間平均值可以在單個時間間隔上產(chǎn)生、或者在多個不連續(xù)的時間間隔上產(chǎn)生，所有時間間隔與同一飛行或同一飛行階段有關(guān)。例如，時間平均值在5至10個時間間隔上產(chǎn)生，每個時間間隔的持續(xù)時間在1s和30s之間，例如10s。

葉片的平均位置還稱為葉片平衡位置，并且形成第一感興趣位置，標注為pi1。

葉片的平衡位置的突發(fā)改變或漸進改變特別由下述原因所導(dǎo)致：

-葉片在受到異物沖擊之后的塑性變形。例如，葉片響應(yīng)于對由葉片和該異物之間的相遇所生成的撞擊的吸收而彎曲。該變形可以取決于飛行條件，并且根據(jù)飛行階段而變化；或者

-葉片組件的角位置相對于葉輪的旋轉(zhuǎn)中心的改變。對于使用錘固定裝置進行組裝的葉片，這樣的移位可以起因于葉根在葉片的單元中滑動，每個葉根容置在專用的單元中。對于使用釘固定裝置進行組裝的葉片，這樣的移位可以起因于葉根在沿葉輪的中心盤的整個外圍延伸的環(huán)形槽中滑動。

因此，葉片的平衡位置是用于快速且簡單地檢測葉片上損壞的開始的指示。不尋求確定葉片振動頻率。因此，避免了現(xiàn)有技術(shù)的特別是與沿葉片的整個旋轉(zhuǎn)圓周(例如在殼體或整流罩的內(nèi)表面上)分布的大量傳感器的使用有關(guān)的局限性和問題。

優(yōu)選地，對于每次飛行并且針對每個葉片，對與不同的飛機飛行階段有關(guān)的平衡位置進行測量。事實上，只能在葉輪的某些工作條件下檢測對葉輪的一些損壞。

圖2a示意地示出了與飛機發(fā)動機葉片從傳感器前方通過時的時刻有關(guān)的時間信號的采集。

圖2a示出了單個傳感器21的情形，傳感器21布置在葉輪22的外圍處，葉輪22在這種情況下具有五個葉片23。葉輪可以是風(fēng)扇的葉輪、高壓壓縮機的葉輪或任何其他飛機發(fā)動機部件的葉輪。

然而，本發(fā)明不限于這種布置并且可以包括多個傳感器，例如至少三個傳感器。然后，有利地，該多個傳感器可以不規(guī)則地分布在圍繞葉輪的殼體上。

傳感器21可以是電渦流傳感器，或者電容式傳感器，或者光學(xué)型傳感器，或者任何其他魯棒的、精確的且緊湊的傳感器。這種傳感器稱為“葉尖定時”傳感器，這是由于它可以檢測相對于時基的通過次數(shù)。

傳感器21布置在葉輪22的外圍處，并且指向葉輪22的旋轉(zhuǎn)中心。傳感器21檢測葉片23的尖部的通過并且識別關(guān)于時間基準的通過次數(shù)。

葉片在兩個端位置24a和24b之間振動，葉片的平衡位置24c位于該兩個端位置24a和24b之間。

圖2b示出了由圖2a的傳感器21采集的時間信號24。x軸是時間軸。y軸對應(yīng)于振幅。每次葉片通過傳感器21的前面對應(yīng)于脈沖25。兩個脈沖25之間的時滯與兩個相鄰葉片的尖部之間的距離對應(yīng)，通過葉輪的轉(zhuǎn)速將這兩個量相關(guān)聯(lián)。

葉輪或者同樣轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子可以具有可由傳感器21檢測的參考標記，以使得可以相對于不同的葉輪旋轉(zhuǎn)來區(qū)分脈沖。還可以使用該參考標記來校準時間信號并且使脈沖之間的時滯與角偏移相關(guān)。假定參考標記的兩次連續(xù)的檢測之間存在360°，則可以將時間間隔轉(zhuǎn)換成角偏移。還可以由此推斷出葉輪的轉(zhuǎn)速?？商孢x地，使用適于以與葉輪相同的速度旋轉(zhuǎn)的發(fā)音輪以及檢測發(fā)音輪上參考標記的通過的旋轉(zhuǎn)計數(shù)器，而不是葉輪上或其轉(zhuǎn)子上的參考標記。

圖3a至圖3c示出了基于諸如圖2b中所示的時間信號之類的時間信號對葉片的平衡位置的測量。針對每個葉片，該測量包括對表示葉片運動的時間信號應(yīng)用低頻濾波。

圖3a示出了通過同步并組合由傳感器所采集的每個時間信號并且通過僅選擇與葉片之一有關(guān)的脈沖35而獲得的時間信號34?？梢詫⑼ㄟ^不同傳感器進行的測量組合在傳感器相對于彼此的位置的知識中。

例如，將葉片在傳感器前方的通過定義為脈沖35的上升沿與恒定參考幅度之間的交叉點。因此，時間t1、t2、t3和t4與圖3a中所示的四個脈沖對應(yīng)。

圖3b示出了其中將絕對時間t1、t2、t3和t4表示為減少的時間的函數(shù)的圖形。該減少的時間對應(yīng)于由葉輪的轉(zhuǎn)速減少的時間。這包括針對從葉輪的一次旋轉(zhuǎn)到另一次旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速的變化的影響來校正時間測量值。特別地，每個時間ti可以表示為時間ti的函數(shù)，使得其中，ωref是參考轉(zhuǎn)速，并且ωi是在時間ti處的轉(zhuǎn)速。

圖3c與圖3b對應(yīng)，其中，針對葉輪旋轉(zhuǎn)對點的y值進行了校正。在此處，圖3a中的每個脈沖35與葉輪旋轉(zhuǎn)對應(yīng)。因此，圖3b中的每個點與葉輪旋轉(zhuǎn)對應(yīng)。根據(jù)輪的轉(zhuǎn)速推斷出輪轉(zhuǎn)動了360°的時間段。從時間t1、t2、t3和t4中減去該時間段的合適倍數(shù)，以使得去除葉輪旋轉(zhuǎn)對測量值t1、t2、t3和t4的影響。

因而獲得了一系列點36，它們示出了在葉輪的每個旋轉(zhuǎn)處所取的葉片的各種位置。這些位置在本文中與時間對應(yīng)，但是還可以以角度單位來表示這些位置，這兩個概念通過葉輪的轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)。通過這些不同位置之間的平均值teq來定義葉片的平衡位置。這些不同位置可以定義在這些位置的測量期間表示葉片運動的振蕩信號。平衡位置與該振蕩信號的連續(xù)分量(甚低頻)對應(yīng)。可以僅使用對該振蕩信號的低通濾波來獲得平衡位置。

平衡位置可以表示為時間單位或角度單位。按照慣例，從飛機的前方來看平衡位置在沿輪的旋轉(zhuǎn)方向的負向。

根據(jù)本發(fā)明，僅尋求測量平均信號值，而不是例如通過信號的頻率來表征振蕩。通過葉片實際實現(xiàn)的對運動的二次采樣使得不能夠得到葉片振蕩頻率。然而，通過葉片實際實現(xiàn)的對運動的二次采樣使得能夠定義葉片的平衡位置。通過葉片實際實現(xiàn)的對運動的二次采樣可以意味著葉片的實際平衡位置和所測量的平衡位置之間的偏差(恒定移位)。通過將所測量的平衡位置和以相同方式測量的其他平衡位置進行比較，可以避免該偏差。例如，將當(dāng)前平衡位置和初始平衡位置進行比較，或者對飛行期間的平衡位置的進展進行研究。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠使用數(shù)量減少的傳感器來可靠地檢測對葉片的損壞，例如使用三個傳感器、或甚至僅使用兩個傳感器或者甚至使用單個傳感器。

應(yīng)該注意的是，如果使用了單個傳感器并且葉片根據(jù)等于葉片旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍的振動頻率而振動，則傳感器總是檢測同一葉片位置。然而，可以測量靜態(tài)葉片位置，將在葉片損壞的情況下對該靜態(tài)葉片位置進行修正。因此，總是能夠檢測到葉片損壞。在相同條件下，使用葉片振動頻率的話，這種檢測將是不可能的。

本發(fā)明不包括復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理：能夠簡單地采集經(jīng)二次采樣的信號，并且待執(zhí)行的主數(shù)據(jù)處理操作只是低通濾波。因此，本發(fā)明提供了在機載計算能力方面花費不多的葉片損壞的快速檢測裝置。

圖4示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例。

示出了針對同一預(yù)定飛行階段而實施的步驟。

針對第一次飛行而實施的步驟401a、402a與圖1中的步驟101和102對應(yīng)。在步驟402a之后，針對每個葉片獲得第一感興趣位置pi1a，該第一感興趣位置pi1a對應(yīng)于與該第一次飛行以及與所述預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)的葉片的平衡位置。在圖4中示出了與該第一次飛行期間葉片的運動對應(yīng)并且針對所述預(yù)定飛行階段的振蕩信號。該振蕩信號的平均值是teq1，teq1與第一感興趣位置pi1a對應(yīng)。

針對第二次飛行而實施的步驟401b、402b與圖1中的步驟101和102對應(yīng)。在步驟402b之后，針對每個葉片獲得第一感興趣位置pi1b，該第一感興趣位置pi1b與該第二次飛行以及與所述預(yù)定飛行階段對應(yīng)。

針對第三次飛行而實施的步驟401c、402c與圖1中的步驟101和102對應(yīng)。在步驟402c之后，針對每個葉片獲得第一感興趣位置pi1c，該第一感興趣位置pi1c與該第三次飛行以及與所述預(yù)定飛行階段對應(yīng)。在圖4中示出了與該第三次飛行期間葉片的運動對應(yīng)并且針對所述預(yù)定飛行階段的振蕩信號。該振蕩信號的平均值是teq3，teq3與第三感興趣位置pi1c對應(yīng)。

然后，該方法包括步驟403，步驟403用于針對每個葉片來計算先前測量的第一感興趣位置的平均值。該平均值被稱為第二感興趣位置pi2。因此，針對每個葉片并且針對所述預(yù)定飛行階段，獲得下述平均值以便提供單個立即可用的值，該平均值包括與多次先前的飛行相關(guān)聯(lián)的測量值。

可替選地，計算所述第一感興趣位置的中間值。

根據(jù)該實施例，正在討論的不同飛行是連續(xù)的，例如每兩次飛行或每三次飛行進行一次分析。有利地，正在討論的飛行是連續(xù)飛行。

圖5示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施例。

圖5中示出的方法與圖4中示出的方法的區(qū)別僅在于：圖5中示出的方法包括下述附加步驟，使用與多次飛行有關(guān)并且與預(yù)定飛行階段有關(guān)的第二感興趣位置pi2。

在步驟504中，針對每個葉片并且針對所述預(yù)定飛行階段，將第二感興趣位置pi2和與所述葉片相關(guān)聯(lián)的參考位置進行比較。

不管正在討論的飛行階段如何，每個葉片所使用的參考位置有利地是相同的。

與葉片相關(guān)聯(lián)的參考位置可以是例如在輪的使用壽命開始時(已知葉片沒有損壞時)在一次或多次飛行期間依照經(jīng)驗獲得的值。因而輕易地避免了測量偏差的影響。

可替選地，與葉片相關(guān)聯(lián)的參考位置可以是給制造商規(guī)定的理論值。該理論值可以針對任何測量偏差來進行校正，以便能夠與本身所測量的感興趣位置進行比較。

葉片的參考位置優(yōu)選地對應(yīng)于在360°上等角分布的葉片。

當(dāng)?shù)诙信d趣位置pi2和參考位置呈現(xiàn)出大于預(yù)定閾值的偏差時，可以推斷出對應(yīng)的葉片被損壞了。

可以通過與用于檢測葉片損壞的其他已知技術(shù)相關(guān)聯(lián)或者基于對具有已知損壞的葉片的測量來獲得預(yù)定閾值。

預(yù)定閾值優(yōu)選地對所有葉片是相同的。預(yù)定閾值優(yōu)選地對所有預(yù)定飛行階段而言，或者至少對有利于追蹤損壞的所有飛行階段而言是相同的，該有利于追蹤損壞的所有飛行階段即其中空氣動力載荷最大并且因而施加到葉片結(jié)構(gòu)上的機械應(yīng)力最大的飛行階段。

基于第二感興趣位置pi2和參考位置之間的偏差，例如基于借助于對具有已知損壞的葉片的測量獲得的校準數(shù)據(jù)或者通過與用于量化葉片上的損壞的其他已知技術(shù)相關(guān)聯(lián)，可以對輪葉損壞進行量化。

此外，或者可替選地，在步驟505中，針對每個葉片并且針對所述預(yù)定飛行階段，在多組飛行期間執(zhí)行對第二感興趣位置pi2所采用的值的追蹤。因而，可以檢測到第二感興趣位置pi2所采用的值隨飛行而發(fā)生的漸進移位。該移位表示葉片的逐漸損壞。例如檢測到葉片的逐漸磨損。

例如，當(dāng)?shù)诙信d趣位置pi2所采用的值沿給定方向逐漸移位(增加或減少)時，可以推斷出對應(yīng)的葉片開始出現(xiàn)磨損跡象。因而，可以在損壞實際上成為問題之前計劃維護操作。

再一次，可以對具有已知磨損的葉片所獲得的校準數(shù)據(jù)做參考，以便使第二感興趣位置pi2所采用的值的梯度與葉片上磨損跡象的開始相關(guān)。

因而，本發(fā)明使得可以檢測到對葉片的損壞的開始，該開始可以是突發(fā)的或者漸進的。

可替選地，不考慮對多次飛行求平均的平衡位置值，而是考慮對多組連續(xù)飛行測量的這些平衡位置的中間值。

還可以關(guān)于第一感興趣位置pi1來實施以下步驟：用于將感興趣位置和參考位置進行比較，和/或在飛行期間追蹤感興趣位置所采用的值。在這種情況下，注意力不集中在一組多次飛行上的平均值或中間平衡位置，而是集中在使得可以計算移動平均值的、針對一系列連續(xù)飛行的每次飛行的平衡位置。

圖6示出了使用根據(jù)本發(fā)明的方法的有利實施例獲得的測量值。

根據(jù)葉片索引給x軸劃分刻度。此處示出了六個編了索引的葉片a1、a2、a3、a4、a5和a6。

y軸對應(yīng)于平衡位置。例如以角度為單位給y軸劃分刻度。如果葉片是按角度等分的，則零坐標與葉片的位置對應(yīng)。

圖6示出了箱形圖，該箱形圖表示針對每個葉片并且針對兩組飛行與預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)的第一平衡位置。

針對每個葉片，用實線段來表示第一組十次飛行，并且用虛線段來表示第二組十次飛行。這兩組飛行是不連續(xù)的。第一組飛行與葉輪的壽命的開始對應(yīng)。第二組飛行與葉輪的壽命的中點對應(yīng)。例如，超過1500次的飛行分開了第一組飛行和第二組飛行。

在每個線段上，高值與關(guān)于一組飛行所測量的平衡位置的最大值對應(yīng)，低值與這些平衡位置的最小值對應(yīng)，并且點與這些平衡位置的平均值對應(yīng)。

對于葉片a4，實線段距離虛線段非常遠，傳遞所研究的兩組飛行之間葉片a4上損壞的開始。

對于葉片a2，虛線段比圖6中的其他線段寬得多。該伸展與測量質(zhì)量的損失對應(yīng)。如果在所有葉片上發(fā)現(xiàn)該伸展，則可以由此推斷出傳感器21的輸出處的采集鏈的損壞的開始。因而，可以通過針對每個葉片測量與同一飛行階段相關(guān)聯(lián)的平衡位置的分散的進展來檢測傳感器的輸出處的采集鏈的異常。

使用圖7，現(xiàn)在將示出根據(jù)本發(fā)明的方法的詳細實施例。

顯然，上述示例僅是一個特別的示例，并且在不超出本發(fā)明的范圍的情況下可以設(shè)想出許多替代性方案。

圖7中詳細介紹了在飛機的特別飛行期間所實施的步驟。對一系列飛機飛行的多次飛行重復(fù)相同的步驟。優(yōu)選地，針對每次飛行，針對多個預(yù)定飛行階段實施相同的步驟。

在步驟e1處，在飛機飛行期間，基于數(shù)據(jù)71，確定飛機所處的飛行階段。數(shù)據(jù)71特別地包括受監(jiān)視的葉輪的轉(zhuǎn)速。

在步驟e2處，當(dāng)檢測到飛機處于根據(jù)本發(fā)明的預(yù)定飛行階段時，對信號72的記錄進行控制。對信號72的記錄與步驟e3對應(yīng)。

信號72與至少一個時間信號的至少一部分對應(yīng)，通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器來采集每個時間信號。這樣的傳感器指出在預(yù)定點處飛機葉片的尖部的通過次數(shù)。

步驟e3還包括使信號的一部分與預(yù)定飛行階段相關(guān)。換言之，將信號的每個部分索引為與預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)。

在步驟e4處，對信號72進行處理以便由此推斷出針對每個葉片并且針對預(yù)定飛行階段的所謂的基本平衡位置。該步驟與參照圖3a至圖3c詳細描述的獲得平衡位置對應(yīng)。該步驟特別地包括信號部分的布置，以便通過葉片并且通過飛行階段將信號部分并置、轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^轉(zhuǎn)速減少的時間量級等。可以從不同的傳感器獲得信號部分。

針對幾秒的周期來執(zhí)行對信號72的記錄e3，例如5秒至20秒，并且針對同一預(yù)定飛行階段重復(fù)多次，例如5次至20次。同一預(yù)定飛行階段可以每次飛行出現(xiàn)多次。對于步驟e3的每次迭代，存在步驟e4的對應(yīng)迭代，以使得針對每個葉片并且針對預(yù)定飛行階段獲得多個基本平衡位置。

有利地，步驟e3和e4的多次迭代不是連續(xù)實施的。換言之，確定飛機處于第一飛行階段并且針對每個葉片計算第一基本平衡位置。一段時間后，檢測到飛機再一次處于第一飛行階段，從而針對每個葉片計算第二基本平衡位置。

根據(jù)未示出的替選性實施例，記錄在整個飛行期間由每個傳感器所采集的時間信號，并且隨后選擇可用的信號部分。

在步驟e5處，針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，計算所獲得的多個基本平衡位置的平均值。因而，針對每個預(yù)定飛行階段并且針對每個葉片，獲得平衡位置或第一感興趣位置pi1。該平衡位置由匯總的平衡位置值組成。針對同一葉片、同一次飛行以及同一飛行階段，可以在該點處選擇性地去除由于離其它測量值太遠而似乎是異常值的平衡位置測量值。

在步驟e6處，確定該情況是處于學(xué)習(xí)配置73中還是處于檢測配置74中。

如果該情況處于學(xué)習(xí)配置73中，則在存儲步驟e7期間將第一感興趣位置pi1存儲在數(shù)據(jù)庫中。該第一感興趣位置pi1可以形成參考位置，每個參考位置與葉片相關(guān)聯(lián)。

如果該情況處于檢測配置74中，則在步驟e6之后執(zhí)行數(shù)據(jù)分析和比較步驟e8，以便針對每個葉片確定其是否損壞。步驟e8使用了在步驟e7中存儲的數(shù)據(jù)。步驟e8例如包括針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，將匯總的平衡位置(第一感興趣位置)與參考位置進行比較。在步驟e8之后，針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，獲得參考位置和第一感興趣位置之間的差。

在步驟e9處，針對每個葉片，將該差和與所述葉片相關(guān)聯(lián)的預(yù)定閾值75進行比較。

在步驟e10處，并且針對至少一個葉片以及至少一個預(yù)定飛行階段，當(dāng)該差大于預(yù)定閾值時，發(fā)出標識葉片并且若可以說明損壞的程度的通知信號。針對每個葉片，不管飛行階段如何，閾值可以是相同的。針對所有葉片閾值可以是相同的。

通知信號可以說明損壞是否需要立即修理葉輪，或者是否在葉輪僅示出磨損跡象時在特定時間段內(nèi)設(shè)想維護步驟。

為了減少待放置到飛機上的用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的硬件資源，可以在步驟e5中獲得的平衡位置發(fā)送到地面之后，在地面上實施步驟e6以及后續(xù)的步驟。步驟e4和e5也可以在地面上執(zhí)行。機-地分離是一種設(shè)計選擇。在任何情況中，將尋求限制在飛機上執(zhí)行的計算的數(shù)量、待發(fā)送的數(shù)據(jù)量以及待儲存在飛機上的數(shù)據(jù)量。

當(dāng)飛機處于飛行中時可以執(zhí)行數(shù)據(jù)交換，并且可以與地面進行數(shù)據(jù)交換?？商孢x地，將在飛行期間采集的一組數(shù)據(jù)存儲在存儲器中，當(dāng)飛機處于地面上時，地面上的基地可以查詢該存儲器，然后清除存儲器。

現(xiàn)在將簡要描述用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備的一些示例。

圖8非常示意性地示出了這樣的設(shè)備80的第一實施例。

在圖8中，可以看到如參照圖2a所描述的傳感器21、葉輪22和葉片23。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括裝置83，該裝置83用于例如基于受監(jiān)視的葉輪的轉(zhuǎn)速來確定飛機所處的飛行階段?？梢越柚趥鞲衅?1獲得該轉(zhuǎn)速。

將諸如計算器或計算機之類的信號處理裝置82連接到傳感器21，以接收與葉片23的尖部通過傳感器前面時的時刻有關(guān)的時間信號。

裝置83還連接到信號處理裝置82。

優(yōu)選地，信號處理裝置82被配置成僅記錄在適當(dāng)?shù)臅r間由傳感器21提供的信號。這些適當(dāng)?shù)臅r間、或感興趣的時隙取決于被選擇來實施根據(jù)本發(fā)明的方法的預(yù)定飛行階段。這些適當(dāng)?shù)臅r間還可以取決于參照步驟e5如圖7所定義的那樣實施對測量值的匯總。人機交互裝置可以使操作者能夠向上地定義預(yù)定飛行階段。

可替選地，信號處理裝置82接收在每次飛行中由傳感器21采集的所有信號，并且包括用于選擇與感興趣的點相關(guān)聯(lián)的信號部分的裝置。

信號處理裝置82還被配置成為所記錄的信號編索引，以便使所記錄的信號與預(yù)定飛行階段相關(guān)聯(lián)。

信號處理裝置82被配置成針對每個葉片并且針對至少一個預(yù)定飛行階段來測量葉片平衡位置。

裝置82特別地包括用于針對每次飛行、針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段來重建表示葉片運動的振蕩信號的裝置，以及用于對該信號進行低通濾波的裝置。裝置82特別地實施如參照圖3a至圖3c所描述的方法。如果適用的話，信號處理裝置82實施對平衡位置測量值的匯總，正如參照圖7并且根據(jù)步驟e5所描述的那樣。

針對正在討論的飛行、針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，信號處理裝置82輸出平衡位置或第一感興趣位置。信號處理裝置82還可以提供葉片的多個平衡位置的列表，所述列表以如圖6中所示的箱形圖的形式來表示。

信號處理裝置82可以包括用于針對同一飛行階段并且針對一組飛機飛行的多次飛行來計算每個葉片的不同平衡位置的平均值或中間值的裝置。然后，針對正在討論的一組飛行、針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，信號處理裝置82可以輸出被稱為第二感興趣位置的該平均值或中間值。

信號處理裝置82可以連接到存儲器(未示出)，該存儲器被配置成存儲所測量的平衡位置。因而，可以在飛行期間監(jiān)視平衡位置的進展。

圖9示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備90的第二實施例。將僅關(guān)于圖9相對于圖8的差異來描述圖9。

比較裝置93在輸入處連接到信號處理裝置82，并且連接到存儲參考位置的數(shù)據(jù)庫94。比較裝置93針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，將由信號處理裝置提供的(第一或第二)感興趣位置與參考位置進行比較。

在初始學(xué)習(xí)階段期間，可以獲得在數(shù)據(jù)庫94中存儲的數(shù)據(jù)。

比較裝置93針對每個葉片并且針對每個預(yù)定飛行階段，輸出感興趣位置和參考位置之間的差。

檢測裝置95接收該差作為輸入，同時接收與所述葉片及所述飛行階段相關(guān)聯(lián)的閾值75(參見圖7)。該閾值可以存儲在專用的數(shù)據(jù)庫中或者數(shù)據(jù)庫94中。不管葉片或者飛行階段如何，都可能涉及同一閾值。

通知裝置96被配置成：針對至少一個葉片并且針對至少一個飛行階段，當(dāng)該差大于閾值75時發(fā)出通知信號。參照圖7、根據(jù)步驟e10限定了該通知信號的特征。

可替選地或者附加地，設(shè)備90可以包括用于針對每個葉片并且針對每個飛行階段，計算每個葉片在多次飛機飛行期間所采用的感興趣位置的梯度的裝置。隨后，類似于關(guān)于裝置95和裝置96的描述，該設(shè)備包括用于針對至少一個葉片并且針對至少一個飛行階段與預(yù)定閾值進行比較的裝置以及當(dāng)該梯度大于預(yù)定閾值時發(fā)出通知信號的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的方法的實施可以伴隨著：

-葉輪上的不平衡追蹤，易于確定葉片的位置的診斷性變化，和/或

-實施“葉尖定時”檢測和頻率分析的葉片損壞檢測，易于響應(yīng)于撞擊確認葉片的平衡位置的診斷性變化。

圖10示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施例。

根據(jù)該第三實施例的設(shè)備100包括：

-第一模塊101，至少容納傳感器以及優(yōu)選地用于確定飛機的飛行階段的裝置；以及

-第二模塊102，優(yōu)選地容納根據(jù)本發(fā)明的一組處理裝置。

第一模塊通過由箭頭103表征的通信裝置連接到第二模塊。該通信裝置可以包括無線通信裝置、或者當(dāng)飛機處于地面上時裝配的可去除的有線通信裝置。

無線通信裝置可以是使用例如acars(飛機通信尋址與報告系統(tǒng))數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的空-地通信裝置。

第一模塊在飛機1001上，而第二模塊位于地基1002上。整體形成根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1000，其中，最小的部件在飛機上以便優(yōu)化飛行中的重量，并且在計算能力方面優(yōu)先考慮飛機上所需的資源。