用于对航空器发动机的阀进行监控的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于监控的系统的领域，所述系统用于对航空器发动机中的阀进行监控并且尤其用于对NAI(发动机舱防冰)型阀的失效的第一信号进行探测。
【背景技术】
[0002]航空器发动机包括多个阀，需要所述多个阀来控制在发动机中循环的不同流体的流率。通常来说，阀包括位置传感器，所述位置传感器使得能够监控阀的运行状态。监控则在于将阀的指令位置与由位置传感器探测到的位置进行比较。一个或多个位置传感器的故障或损坏产生报警信息，所述报警信息因为维护的介入或多或少可导致航空器长时间的无法调动(immobilisat1n)。
[0003]此外，诸如NAI(发动机舱防冰，Nacelle Ant1-1cing)阀的某些阀不包括位置探测装置，于是难于监控所述阀的正常运行。实际上，当不能直接地记录失效而是记录其影响时，对失效进行探测愈加困难。
[0004]NAI阀被采用在气动防冰系统中，所述气动防冰系统用以避免发动机舱结冰。如果NAI阀一直被阻塞在打开位置，除冰部件就有过热的风险。相反，如果阀一直被阻塞在关闭位置，发动机舱结冰可导致冰被发动机吸入。为避免这些问题，有利地，在所述阀被阻塞住之前探测这些阀的失效的第一信号。
[0005]因此本发明的目的是提出一种用于探测的方法和系统，所述方法和系统易于实施并且能够快速地、准确地且可靠地探测航空器发动机阀中的失效的第一信号并且预测异常。
【发明内容】
[0006]本发明由用于对航空器发动机的阀中的失效的第一信号进行探测的方法所限定，所述方法包括以下步骤:
[0007]-对所述阀的输出压力测量值以及与所述阀相关的指令数据和环境数据进行采集，
[0008]-限定作为所述输出压力测量值及所述指令数据和环境数据的函数的失效的第一信号的一组指标，
[0009]-对失效的第一信号的所述一组指标中的每个指标随时间的变化进行监控，
[0010]-在所述监控期间对所述一组指标当中的至少一个指标的可能的偏差进行探测，所述偏差代表所述阀的失效的第一信号。
[0011]本发明的方法非常易于以最少的计算操作来实施。此外，此方法使得能够主要从输出压力测量值来探测不包括位置传感器的阀的失效的第一信号。
[0012]根据本发明的优选的实施例，至少一个指标的偏差的探测包括以下步骤:
[0013]-针对每个指标确定与所述指标的观测到的随时间的变化相关联的斜率，所述斜率被称为估计斜率，以及
[0014]-对估计斜率的可能的异常表现进行探测，所述可能的异常表现表明了与所述估计斜率相关联的指标的偏差。
[0015]有利地，估计斜率的异常表现的探测包括以下事件当中的至少一个事件:斜率的突变、在第一预定阈值之上的斜率以及在第二预定阈值之下的斜率。
[0016]有利地，估计斜率的异常表现的探测包括以下步骤:
[0017]-针对每个指标确定与每个指标的随时间的自然变化相关联的另一斜率，所述斜率被称为期望斜率，
[0018]-针对每个指标计算所述估计斜率与相应的期望斜率之间的主导性差异，以及
[0019]-将与每个指标有关的所述主导性差异与相应的预定报警阈值区间进行比较。
[0020]因此，以很少的计算和很高的精确度来可非常快速地探测任何偏差。可根据指标来选择预定报警阈值区间。
[0021 ]有利地，所述方法包括学习阶段，以限定每个指标随时间的自然变化并且从每个指标随时间的自然变化确定与每个指标有关的期望斜率。
[0022]这使得能够非常有效率地将观测到的变化与指标的自然变化进行比较，以便探测斜率最细微的变化。
[0023]有利地，在确定的一系列飞行期间，如果与至少一个指标相关的所述主导性差异超出所述预定报警阈值区间，本方法包括失效的第一信号的报警的触发。
[0024]根据一个变型，所述方法包括以下步骤:
[0025]-如果与指标相关的所述主导性差异在确定的一系列飞行期间减小，则对低级别报警进行触发，
[0026]-如果与指标相关的所述主导性差异在确定的一系列飞行期间保持不变，则对中级别报警进行触发，以及
[0027]-如果与指标相关的所述主导性差异在确定的一系列飞行期间增加，则对高级别报警进行触发。
[0028]根据又一变型，所述方法包括以下步骤:
[0029]-如果单个指标示出了超出所述预定报警阈值区间的主导性差异，则对低级别报警进行触发，
[0030]-如果两个指标示出了超出所述预定报警阈值区间的主导性差异，则对中级别报警进行触发，以及
[0031]-如果至少三个指标示出了超出所述预定报警阈值区间的主导性差异，则对高级别报警进行触发。
[0032]根据本发明的另一优选的实施例，所述方法包括以下步骤:
[0033]-推定每个指标的观测到的随时间的变化达到飞行数的预定水平线，以及
[0034]-针对每个指标进行计算指标的在所述水平线处的值超出预定投影阈值(projected threshold)的可能性。
[0035]这使得能够在给定的水平线处预测阀的可能的异常。
[0036]根据本发明的又一个优选的实施例，所述方法包括以下步骤:
[0037]-针对每个指标限定超出预定投影阈值的可能性的测量值，
[0038]-对每个指标的观测到的随时间的变化进行推定，以及
[0039]-针对每个指标计算投影水平线，在所述投影水平线的端部达到所述可能性测量值。
[0040]这使得能够预测阀的寿命。
[0041]有利地，所述环境数据包括环境压力数据、阀供应压力数据和温度测量值，并且指令数据包括用以打开和关闭所述阀的指令的时刻。
[0042]对指令数据和环境数据的采集在使得能够完善指标的限定时不需要附加的装置。事实上，环境数据可容易地从在航空器中已有的监控系统获得，并且指令数据也可从机载计算机获得。此外，环境数据用于将指标标准化，以便使得用于探测的所述系统无论在何等采集条件下都能够同样地运转。
[0043]有利地，失效的第一信号的所述一组指标包括以下指标当中的一个或多个指标:
[0044]-打开所述阀的时间延迟，所述时间延迟由打开所述阀的指令的时刻与输出压力证实了表示打开的阀的预定函数的时刻之间的时间延迟来确定，
[0045]-关闭所述阀的时间延迟，所述时间延迟由关闭所述阀的指令的时刻与输出压力大约等于环境压力的时刻之间的时间延迟来确定，
[0046]-所述阀的打开状况，所述打开状况由所述输出压力与表示打开的阀的所述预定函数之间的比较来确定，以及
[0047]-所述阀的关闭状况，所述关闭状况由所述输出压力与所述环境压力之间的比较来确定。
[0048]本发明还涉及一种用于对航空器发动机的阀中的失效的第一信号进行探测的系统，所述系统包括:
[0049]-采集装置，所述采集装置配置为对所述阀的输出压力测量值和与所述阀相关的指令数据及环境数据进行采集，
[0050]-处理装置，所述处理装置配置为限定作为所述输出压力测量值和所述指令数据及环境数据的函数的失效的第一信号的一组指标，
[0051]-处理装置，所述处理装置配置为对失效的第一信号的所述一组指标中的每个指标随时间的变化进行监控，以及
[0052]-处理装置，所述处理装置配置为对所述一组指标当中的至少一个指标的可能的偏差进行探测，所述偏差代表所述阀的失效的第一信号。
[0053]这些指标设想了阀的所有运行情况，因此对于探测失效的第一信号是非常相关的。
[0054]本发明还涉及一种航空器发动机，所述航空器发动机包括根据上述特征的用于探测的系统。
【附图说明】
[0055]由阅读参照附图的本发明的优选实施例，本发明的其它特征和优点将变得清楚，在所述附图中:
[0056]图1示意性地示出了根据本发明的系统，所述系统用于探测航空器发动机阀中的失效的第一信号；
[0057]图2是示出了对于通常关闭的阀将输出压力作为环境压力的函数的图表；
[0058]图3是示出了对于通常打开的阀将输出压力作为供应压力的函数的图表；
[0059]图4是示出了根据本发明的失效的第一信号的指标随时间的变化的图表；
[0060]图5是示意性地示出了根据本发明的优选实施例的用于对失效的第一信号进行预测的方法的图表；以及
[0061]图6是示意性地示出了根据本发明的优选实施例的用于对阀的寿命进行预测的方法的图表。
【具体实施方式】
[0062]本发明的基础概念是基于监控随时间的相关指标，以探测实际上由压力测量值所构建的失效的第一信号。
[0063]图1示意性地示出了根据