一种通用多参数航空故障信号采集系统的制作方法

1.本发明涉及一种通用多参数信号采集系统，尤其是涉及一种航空多参数信号采集系统。


背景技术：

2.随着航空产业的快速发展，大量的军民用飞机进入到实际使用中。由于飞机的成本、安全要求远远高于其他同类型交通运输工具，所以基于军民用飞机的故障检测系统随着航空产业的发展不断涌现。航空故障检测的出现能够在故障出现的初期发现问题并产生警报，大大减少了安全事故的发生，在故障较小时及时发现也减少了用户对于飞机的维护成本。近年来，随着传感器技术以及电子技术的飞速发展，航空故障检测方向的产品和研究逐步深入。在产生安全风险以及较大损失前，预见到飞机存在的各种问题并发出告警是未来航空故障检测的发展趋势。
3.可是，现如今市场上存在的航空故障检测相关产品不具备对多种参数的实时检测能力，缺乏一定的通用性，这限制了用户对于飞机各项状态的把握，有可能影响对于飞机运行状态的判断。所以，市场迫切需要一种通用多参数航空故障采集系统，以保证安全的飞行环境并降低维护成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述产品存在的技术缺陷而提供一种通用多参数航空故障信号采集系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种通用多参数航空故障信号采集系统，包括：若干个采集参数不同的传感器采集单元、主机；主机内包含电流输出信号调理单元8、电压输出信号调理单元9、切换开关10，主机外部包含信号输入电缆接口17、信号输出接口18；
7.信号输入电缆接口17，用于连接各种传感器采集单元进入主机；
8.电压输出信号调理单元9，用于对电压输出型的传感器信号进行滤波和放大；
9.电流输出信号调理单元8，用于对电流输出型的传感器信号进行滤波和放大；
10.信号输出接口18，用于输出经电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8调理后信号；
11.切换开关10，为信号输入电缆接口17接通电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8。
12.优选地，传感器采集单元有压力传感器采集单元2、温度传感器采集单元3、裂纹传感器采集单元4、声波传感器采集单元5、振动传感器采集单元6、转速传感器采集单元7。
13.优选地，电压输出信号调理单元9包含带通滤波子模块和信号放大子模块；其中带通滤波子模块采用三个lm124运放芯片搭建高阶滤波器，滤除信号中的直流分量与低频噪声，再运用max293芯片搭建低通滤波器滤除高频噪声，通过电阻、电容参数改变得到用户需
要的信号；信号放大子模块采用ltc6911芯片搭建电路进行程控放大，通过修改程序实时控制信号放大倍数。
14.优选地，电流输出信号调理单元8包括i/v转换子模块、带通滤波子模块、信号放大子模块；其中，i/v转换模块采用opa2134芯片与精密电阻搭建电路进行电流采集，将采集到的电流信号转化为电压信号后经过带通滤波子模块、信号放大子模块完成滤波和放大；带通滤波子模块采用三个lm124运放芯片搭建高阶滤波器，滤除信号中的直流分量与低频噪声，再运用max293芯片搭建低通滤波器滤除高频噪声，通过电阻、电容参数改变得到用户需要的信号；信号放大子模块采用ltc6911芯片搭建电路进行程控放大，通过修改程序实时控制信号放大倍数。
15.优选地，切换开关10，采用光电耦合器gh3201z。
16.优选地，通用多参数航空故障信号采集系统还包含触摸屏13，主机上还包含第一单片机11，主机外部包含触摸屏接入接口19；
17.触摸屏连接接口19，用于连接外部触摸屏13；
18.第一单片机11，根据触摸屏连接接口19接收到的触摸屏13的指令后控制切换开关在电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8之间进行切换。
19.优选地，主机上还包含第二单片机12、报警模块14；
20.第二单片机12，根据触摸屏连接接口19接收到的触摸屏13的指令后，实时扫描第一单片机引脚状态，若控制错误或发生故障则控制报警模块14进行报警。
21.优选地，主机上还包含电池16，给第二单片机、报警模块进行供电。
22.优选地，主机上还包含电源模块15，主机外部包含电源接口20；
23.电源接口20用于接入外部28v给电源模块提供电源，电源模块15给第一单片机、电流信号处理单元、电压信号处理单元进行供电。
24.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
25.(1)具备使用多种类型传感器条件，通过控制切换开关可以任意转换传感器信号处理方式，使得系统具备通用性。
26.(2)当控制切换开关的第一单片机出现故障或掉电等会情况，第二单片机会通过报警模块报警，并通过触摸屏显示便于维护，第二单片机通过外部锂电池供电，十分可靠。
27.(3)传感器不仅仅限于本发明所述传感器种类，用户如有需要可以进行扩展，操作简单，改动成本低。
28.(4)实用价值高，应用前景广阔，可以在航空产品上大力推广。
附图说明
29.图1为本实施例的通用多参数航空故障信号采集系统的结构示意图；
30.图2为本实施例调理单元滤波电路连接图；
31.图3为本实施例调理单元放大电路连接图；
32.图4为本实施例的外部结构图；
33.附图标记：
34.1为通用多参数航空故障信号采集系统；2为压力传感器采集单元；3为温度传感器采集单元；4为裂纹传感器采集单元；5为声波传感器采集单元；6为振动传感器采集单元；7
为转速传感器采集单元；8电流输出信号调理单元；9为电压输出信号调理单元；10为切换开关；11为第一单片机；12为第二单片机；13为触摸屏；14为报警模块；15为电源模块；16为电池；17为信号输入电缆接口；18为信号输出接口；19为触摸屏接入接口；20为电源接口。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
36.实施例
37.如图1、2、3、4所示，本实施例所示一种通用多参数航空故障信号采集系统1，包括：若干个采集参数不同的传感器采集单元、主机和触摸屏13等。
38.主机内包含电流输出信号调理单元8、电压输出信号调理单元9、切换开关10、第一单片机11、第二单片机12、报警模块14、电源模块15、电池16，主机外部包含信号输入电缆接口17、信号输出接口18、触摸屏接入接口19、电源接口20。
39.信号输入电缆接口17，用于连接各种传感器采集单元进入主机，作为举例说明，本实施例中可接入的传感器采集单元有压力传感器采集单元2、温度传感器采集单元3、裂纹传感器采集单元4、声波传感器采集单元5、振动传感器采集单元6、转速传感器采集单元7，可以采集飞机各项参数。但这些传感器采集单元有些是电压输出型传感器信号，有些是电流输出型传感器信号，需要不同的调理单元进行处理。
40.电压输出信号调理单元9，用于对电压输出型的传感器信号进行滤波和放大，包含如图2所示带通滤波子模块与图3所示信号放大子模块，其中带通滤波子模块采用三个lm124运放芯片搭建高阶滤波器，滤除信号中的直流分量与低频噪声，再运用max293芯片搭建低通滤波器滤除高频噪声，通过电阻、电容参数改变可以得到用户需要的信号。信号放大子模块采用ltc6911芯片搭建电路进行程控放大，通过修改程序可以实时控制信号放大倍数。
41.电流输出信号调理单元8，用于对电流输出型的传感器信号进行滤波和放大；所述的电流输出信号调理单元包括i/v转换子模块、带通滤波子模块、信号放大子模块。i/v转换模块，采用opa2134芯片与精密电阻搭建电路进行电流采集，将采集到的电流信号转化为电压信号后经过带通滤波子模块、信号放大子模块完成滤波和放大。带通滤波子模块、信号放大子模块同电压输出信号调理单元9中的带通滤波子模块、信号放大子模块。
42.信号输出接口18，用于输出经电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8调理后信号，给后续设备进行处理。
43.切换开关10，采用光电耦合器gh3201z，根据第一单片机的控制为信号输入电缆接口17接通电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8。
44.触摸屏连接接口19，用于连接外部触摸屏13，进行信号调理通道控制。
45.第一单片机11，采用stm32f103系列单片机，具体为stm32f103rbt6。根据触摸屏连接接口19接收到的触摸屏13的指令后控制切换开关在电压输出信号调理单元9或电流输出信号调理单元8之间进行切换。
46.第二单片机12，采用stm32f103系列单片机，具体为stm32f103rbt6。根据触摸屏连
接接口19接收到的触摸屏13的指令后，实时扫描第一单片机引脚状态，若控制错误或发生故障则控制报警模块14进行报警。报警模块由蜂鸣器报警，功耗小，能够长期使用。
47.电源模块15，给传感器采集单元、第一单片机、电流信号处理单元、电压信号处理单元进行供电。
48.电源接口20，用于接入外部28v给电源模块提供电源。
49.电池16，采用2000ma锂电池，给第二单片机、报警模块进行供电。