一种航空液压系统多点多变量分层混合网络检测方法

摘要

本发明公开了一种航空液压系统多点多变量分层混合网络检测方法，该方法包括：多个应变传感器节点，多个振动传感器节点，以及压力传感器节点、流量传感器节点、温度传感器节点、转速传感器节点和基站。本发明的传感器节点以无线传感器节点为主，可以融合有线传感器节点。本发明可检测飞机液压动力系统的压力、流量、温度和航空液压泵的转数等数据，用于检测飞机液压动力系统的基本故障，并监测运行；可检测航空液压泵、管路及作动器的振动、应力应变数据，为飞机液压动力系统运行状态评估及临界振动失稳预测提供更为全面的数据。所构建的网络检测体系可实现智能自适应组网，大大减小了资源浪费，自动化程度高、可拓展性强、故障修复能力强。

主权项

一种航空液压系统多点多变量分层混合网络检测方法，该方法涉及硬件设备包括压力传感器节点(4)，流量传感器节点(3)，温度传感器节点(6)，应力应变传感器节点(5)，振动传感器节点(2)，转速传感器节点(1)和基站；压力传感器、流量传感器、温度传感器、应力应变传感器、振动传感器和转速传感器质量应远小于被测物体的质量；所述振动传感器为三轴振动传感器；所述三轴是指水平、竖直、轴向三个方向：所述基站是具有无线信号收发功能能够移动的上位机或工控机，所述基站应处于所述每种传感器中所有无线传感器的通讯范围以内，能够实时控制所有网络内的传感器节点；该方法具体内容包括以下步骤：一、转速传感器节点(1)安装在航空液压泵的输入轴上；振动传感器节点(2)分别安装在航空液压泵、液压管路、管路支架和执行机构上；流量传感器节点(3)和压力传感器节点(4)安装在航空液压泵高压油出口管路上；应力应变传感器节点(5)安装在液压管路系统上和执行机构上；温度传感器节点(6)安装在油箱上；在航空液压泵的输入轴上布置一个转速传感器节点(1)，在航空液压泵的底座、后端盖、前端盖和高压油出口各布置一个振动传感器节点(2)；振动传感器节点(2)和应力应变传感器节点(5)的具体安装位置和数量应根据实际被测系统的振动特性确定，但相邻两个同类传感器节点的间距不应大于1.5米；在航空液压泵高压油出口管路分别安装一个流量传感器节点(3)和一个压力传感器节点(4)，在管路外壁上多点布置振动传感器节点(2)和应力应变传感器节点(5)，在每个泵口管路支架上布置一个振动传感器节点(2)，在支架两侧各安装一个应力应变传感器节点(5)；在动力传输管路上主要布置振动传感器节点(2)、应力应变传感器节点(5)，并在管路支架上安装振动传感器节点(2)，在支架两侧安装应力应变传感器节点(5)；在执行机构的外壳上安装振动传感器节点(2)和应力应变传感器节点(5)；二、所述的动力传输管路是指动力源泵口管路末端至执行机构之间的高低压液压管路，振动传感器节点(2)和应力应变传感器节点(5)的数量由动力传输管路的长短、管路的空间型式以及管路支撑位置决定，先通过振动数值模态分析确定每段管路测点的数量和位置，再根据振动实验模态分析结果予以调整；三、同类传感器节点之间按照分层网络拓扑结构自组网，不同类传感器节点用不同区段的ID加以区分，基站位于网络拓扑结构的顶层，最外层的传感器节点位于网络拓扑结构的底层，基站与第二层传感器节点间是以星型网络拓扑结构通信，也就是指基站与簇首间是以星型网络拓扑结构通信，每个簇内部以多跳式的网状网络拓扑结构进行通信；四、按照数据的不同应用，将传感器节点上传数据的优先等级分为三级，所有数据按照优先等级自动排序上传；所述的传感器节点上传数据的优先等级为：第一级是优先上传级，上传液压动力系统的压力、流量、温度和航空液压泵的转速数据，用于检测飞机液压动力系统的基本故障，并监测运行；第二级是次优上传级，上传航空液压泵、管路及作动器的振动数据；第三级是最次上传级，上传液压管路的应力应变数据；第二级和第三级上传的数据主要用于飞机液压动力系统运行状态评估及临界振动失稳预测，基站可以根据振动数据，综合采集到的其它数据，评估液压动力系统运行状态，分析判断液压系统各个部位是否处于或接近临界失稳状态；所述的每种传感器节点包括无线传感器节点和有线式传感器节点，无线传感器节点参与无线自动组网，有线传感器节点与基站直接有线连接，不参与无线组网；所述的无线传感器节点是由电源模块、传感器模块、微型处理器模块、存储模块和无线传输模块构成，其中电源模块是通过电池、直流电源或JTAG接口供电；微型处理器模块植入了协议栈程序代码，且底层驱动程序和应用层开发程序都嵌入到了协议栈中；所述的无线传感器节点有采集模式和睡眠模式两种工作模式，在采集模式下，传感器节点采集并上传数据，同时负责传送其它经过该传感器节点的数据，如果一定时间内没有接收到任何工作任务，该传感器节点自动进入睡眠模式；在睡眠模式下，传感器节点处于低能耗状态，不参与工作。