一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统及方法与流程

1.本发明涉及发动机监测领域，特别涉及一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统及方法。


背景技术：

2.航空发动机点火装置是发动机起动点火的重要附件，主要作用是接通电源后，输出高压脉冲电击穿电嘴，以点燃发动机燃烧室内混合气体，从而实现航空发动机起动点火。目前在使用所有点火装置，只能通过击穿电嘴形成电火花的模式实现状态输出，点火装置自身在线工作状况无法实时监测，如若出现点火故障，不能及时进行排故，会耽误发动机试验进度，甚至飞机出行率。
3.随着飞行作战需求的不断变化，作战性能不断提高，只能通过电嘴实现一种模式点火输出的点火装置已经无法满足发动机工作需求了，对点火装置的健康进行在线监测成为必要发展的趋势。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供了一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，并基于该系统提供了一种航空发动机点火装置健康状况的监测方法，通过特殊的发动机点火装置，并将点火装置中三个不同位置的信号进行采集和监测，能够较为全面的监测发动机点火装置的健康状况，解决了上述问题。
5.本发明采用的技术方案如下：一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，包括发动机点火装置和取样电路、信号采集电路和健康管理系统，所述发动机点火装置包括依次连接的点火电源逆变电路、电源升压变压器、储能充电电路、放电控制电路和放电输出电路，所述取样电路连接储能充电电路，所述信号采集电路和点火电源逆变电路、放电输出电路、取样电路分别连接，所述健康管理系统和信号采集电路连接。
6.为了更好地实现本方案，进一步地，所述点火电源逆变电路包括脉宽调制芯片u1，脉宽调制芯片u1输出的波形为方波信号1。
7.为了更好地实现本方案，进一步地，所述电源升压变压器包括反激变压器t1，储能充电电路包括储能电容c3，所述反激变压器t1一端连接到点火电源逆变电路，所述反激变压器t1另一端连接到储能电容c3；反激变压器t1在接收到点火电源逆变电路传来的信号后，储能电容c3进行储能，储能的波形为三角波信号2。
8.为了更好地实现本方案，进一步地，所述放电控制电路包括变压器t3和电容器c5，所述变压器t3和储能充电电路连接，变压器t3在接收到信号后，对信号进行二次升压，形成放电输出信号3，放电输出信号3通过放电输出电路输出。
9.为了更好地实现本方案，进一步地，所述放电输出电路包括电嘴。
10.一种航空发动机点火装置健康状况的监测方法，基于上述任一项所述的检测系
统，包括以下步骤，步骤s1：点火电源逆变电路接收到低压直流电压vdc后，输出逆变信号1；步骤s2：电源升压变压器在接收到逆变信号1后，对逆变信号1进行升压后，输出到储能充电电路进行充电，储能充电电路输出储能信号2；步骤s3：放电控制电路在接收到储能信号2后，对储能信号2进行二次升压，二次升压后形成放电输出信号3，通过放电输出电路进行点火输出；步骤s4：信号采集电路采集逆变信号1和放电输出信号3，取样电路从储能充电电路中采集储能信号2，然后经过处理后送到信号采集电路；步骤s5：信号采集电路对接收到的逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行转换后，反馈到健康管理系统，通过健康管理系统对发动机点火装置工作状态中的逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行实时监测，实现对发动机点火装置健康状况的监测。
11.本方案所述的监测系统中，在输入低压直流电源后，脉宽调制芯片u1及其辅助电路形成点火电源逆变电路，产生逆变信号1；然后通过反激式变压器升压后对储能电容充电，产生储能信号2；储能电压达到设定值时，通过取样电路，使放电控制开关导通，产生放电输出信号3；通过信号采集系统采集逆变信号1、储能信号2及放电输出信号3，并反馈到健康管理系统，从而实现对点火健康状态的在线监测。
12.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1.本发明所述的一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，并基于该系统提供了一种航空发动机点火装置健康状况的监测方法，通过特殊的发动机点火装置，并将点火装置中三个不同位置的信号进行采集和监测，可以监测发动机点火装置的健康状况；2.本发明所述的一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，并基于该系统提供了一种航空发动机点火装置健康状况的监测方法，通过特殊的发动机点火装置，并将点火装置中三个不同位置的信号进行采集和监测，监测三个不同位置的信号，共同作为发动机点火装置健康状况，能够较为全面的监测发动机点火装置的健康状况。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：图1是本发明的原理框图；图2是本发明的电路连接示意图。
具体实施方式
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.下面结合图1至图2对本发明作详细说明。
17.实施例1一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，如图1，包括发动机点火装置和取样电路、信号采集电路和健康管理系统，所述发动机点火装置包括依次连接的点火电源逆变电路、电源升压变压器、储能充电电路、放电控制电路和放电输出电路，所述取样电路连接储能充电电路，所述信号采集电路和点火电源逆变电路、放电输出电路、取样电路分别连接，所述健康管理系统和信号采集电路连接。
18.工作原理：本方案所述的监测系统中，向点火电源逆变电路输入低压直流电压vdc后，点火电源逆变电路产生逆变信号；然后通过电源升压变压器升压后，储能充能电路充电；储能电压达到设定值时，放电控制电路导通，产生放电输出信号通过放电输出电路输出；通过信号采集系统采集点火电源逆变电路的逆变信号和放电输出电路的放电输出信号，取样电路采集储能充电电路的储能信号后上传到信号采集电路，由信号采集电路将逆变信号、储能信号和放电输出信号，并反馈到健康管理系统，由健康管理系统对这三个信号进行实时监控，从而实现对点火健康状态的在线监测。
19.实施例2一种航空发动机点火装置健康状况的监测系统，如图1，包括发动机点火装置和取样电路、信号采集电路和健康管理系统，所述发动机点火装置包括依次连接的点火电源逆变电路、电源升压变压器、储能充电电路、放电控制电路和放电输出电路，所述取样电路连接储能充电电路，所述信号采集电路和点火电源逆变电路、放电输出电路、取样电路分别连接，所述健康管理系统和信号采集电路连接。
20.如图2，所述点火电源逆变电路包括脉宽调制芯片u1，脉宽调制芯片u1输出的波形为方波信号1。所述电源升压变压器包括反激变压器t1，储能充电电路包括储能电容c3，所述反激变压器t1一端连接到点火电源逆变电路，所述反激变压器t1另一端连接到储能电容c3；反激变压器t1在接收到点火电源逆变电路传来的信号后，储能电容c3进行储能，储能的波形为三角波信号2。所述放电控制电路包括变压器t3和电容器c5，所述变压器t3和储能充电电路连接，变压器t3在接收到信号后，对信号进行二次升压，形成放电输出信号3，放电输出信号3通过放电输出电路输出。所述放电输出电路包括电嘴。
21.工作原理：如图2，脉宽调制芯片u1及其辅助电路形成点火电源逆变电路，当输入低压直流电压（12~32）vdc时，可通过电容c2和电阻r3可设定逆变信号1的波形参数，频率设置范围为100hz～500khz，且输出波形为方波；三极管q1导通后反激变压器t1初级进行能量存储，三极管q1关断后，反击变压器t1进行次级升压，对储能电容c3充电，形成储能信号2，储能信号2的波形参数由取样电阻r5、取样电阻r6及三极管q2的导通电压决定，波形形式为三角波；三极管q2导通后，储能电压经过变压器t3、电容器c5进行二次升压后，形成放电输出信号3，放电输出信号3由变压器t3及振荡电容器c5决定其波形参数；通过信号采集系统对逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行信号采集及转换，反馈到健康管理系统，通
过健康管理系统对点火装置工作状态中的逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行实时监测，实现对点火装置健康状况的监测。
22.本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
23.实施例3一种航空发动机点火装置健康状况的监测方法，基于上述实施例1或2所述的检测系统，包括以下步骤，步骤s1：点火电源逆变电路接收到低压直流电压vdc后，输出逆变信号1；步骤s2：电源升压变压器在接收到逆变信号1后，对逆变信号1进行升压后，输出到储能充电电路进行充电，储能充电电路输出储能信号2；步骤s3：放电控制电路在接收到储能信号2后，对储能信号2进行二次升压，二次升压后形成放电输出信号3，通过放电输出电路进行点火输出；步骤s4：信号采集电路采集逆变信号1和放电输出信号3，取样电路从储能充电电路中采集储能信号2，然后经过处理后送到信号采集电路；步骤s5：信号采集电路对接收到的逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行转换后，反馈到健康管理系统，通过健康管理系统对发动机点火装置工作状态中的逆变信号1、储能信号2和放电输出信号3进行实时监测，实现对发动机点火装置健康状况的监测。
24.工作原理：本方案所述的监测方法中，在输入低压直流电压vdc后，脉宽调制芯片u1及其辅助电路形成点火电源逆变电路，产生逆变信号1；然后通过反激式变压器升压后对储能电容充电，产生储能信号2；储能电压达到设定值时，通过取样电路，使放电控制开关导通，产生放电输出信号3；通过信号采集系统采集逆变信号1、储能信号2及放电输出信号3，并反馈到健康管理系统，从而实现对点火健康状态的在线监测。
25.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。