[发明专利]一种基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法

摘要

本发明提供了一种基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法，将光纤光栅传感器布置于直升机的桨叶表面(1)和桨叶底座表面(2)上，通过光纤滑环和光缆连接到后部的解调仪和上位机，在桨叶转动时感受桨叶表面的应变和桨叶底座的振动(3)并采集数据(4)，后部的数据处理系统通过时域分析(5)和频域分析(6)，提取数据特征，与正常桨叶的数据进行对比，从而判断直升机桨叶的质量是否不平衡以及不平衡程度(7)。本发明克服了人工纸筒式标杆法费时费力、精度低、具有一定危险性和频闪仪靶标法依靠人眼不客观、定标时间长的缺点，能对直升机桨叶的质量不平衡进行客观、精确的检测和定量分析。

主权项

一种基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法，其特征在于：将光纤光栅传感器粘贴在直升机桨叶的表面和桨叶底座上，直升机桨叶表面的首个光纤光栅传感器连接至光纤滑环的动端，桨叶底座的首个光纤光栅传感器连接至光纤滑环的静端，桨叶底座的最后一个光纤光栅传感器连接至光纤光栅振动解调系统；在桨叶转动时感受桨叶表面的应变和桨叶底座的振动并采集数据，处理数据得到振动的时域参数：振幅、均值、方差、均方根值、峰值、峰值因子、峭度系数；然后通过快速傅里叶变换(FFT)计算频域参数：基频、重心频率、均方频率、均方根频率、频率方差；将时域、频域参数与正常桨叶的振动数据对比，判断桨叶质量是否平衡以及不平衡程度；光纤光栅传感器的粘贴方式采取栅区两侧用3M胶带粘贴，栅区用α‑氰基丙烯酸乙酯胶粘贴，各个光纤光栅传感器熔接为一串，直升机桨叶表面的首个光纤光栅传感器连接至光纤滑环的动端，桨叶底座的首个光纤光栅传感器连接至光纤滑环的静端，桨叶底座的最后一个光纤光栅传感器连接至光纤光栅振动解调系统；采集到的原始数据为光纤光栅的中心波长，先将其转换为应变值，得到振动幅值的时域数据，计算均值、方差、均方根值、峰值、峰值因子、峭度系数时域参数，然后通过快速傅里叶变换(FFT)转换成频域数据，计算重心频率、均方频率、均方根频率、频率方差频域参数，通过将以上数据与质量平衡的桨叶振动数据相对比来判断所测桨叶是否质量不平衡以及质量不平衡的程度；该基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法可以准确测量直升机桨叶旋转时的数据，并可保存下来量化分析；多个特征参数对比得出结论，对桨叶质量不平衡的判断成功率高；数据客观，检测过程重复性好，且操作简单、安全；目前检测直升机桨叶质量不平衡的人工纸筒式标杆法和频闪仪靶标法都依赖于人工的技术，判断不够客观且无法记录数据，而该基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法利用光纤光栅振动传感系统进行测量和记录数据，能够避免人工观测的主观性，而且更加准确、可靠；该基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法在布置传感器时，根据不同部位的不同数据特征在桨叶表面和桨叶底座表面布置了传感器，通过光纤滑环连为一串，在全面测量数据的同时又解决了桨叶转动带来的连接线扰动问题；基于光纤光栅振动传感系统的直升机桨叶质量不平衡检测方法在数据处理时，从时域参数和频域参数两方面进行计算，通过多个参数的对比来判断桨叶质量的不平衡，成功率高，而且能判断出桨叶质量不平衡的程度。