王立松

摘 ? 要：在飛機(jī)中航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有非常重要的作用，及質(zhì)量和性能的優(yōu)劣影響著飛機(jī)的飛行效率和飛行安全，所以需要相關(guān)工作人員做好電氣故障的檢測(cè)工作。因此本文主要對(duì)航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，希望能夠提供一定的參考價(jià)值，讓檢測(cè)速度得到保證的同時(shí)，還能將數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性提升，讓最終的檢測(cè)結(jié)果真實(shí)有效。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī) ?電氣檢測(cè)系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：V242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（a）-0004-02

目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)電機(jī)的類型正趨于多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)口的檢測(cè)系統(tǒng)無法再將航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)需求滿足，因此技術(shù)人員需要不斷加強(qiáng)研究與創(chuàng)新發(fā)動(dòng)機(jī)電氣檢測(cè)故障檢測(cè)系統(tǒng)，有效利用好長(zhǎng)傳感器的特征參數(shù)，構(gòu)建出一個(gè)科學(xué)可靠的航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)航空發(fā)電機(jī)上傳感器的導(dǎo)通性能指標(biāo)，具有較高的自動(dòng)化程度，并且檢測(cè)速度較快，方便攜帶，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

1 ?航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)的原理

本文主要設(shè)計(jì)探討了一種基于檢測(cè)傳感器特征參數(shù)的航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)航空發(fā)電機(jī)多類型傳感器的通道導(dǎo)通性指標(biāo)，并且還可以對(duì)傳感器電線電纜之間、電纜芯線與翹殼之間的絕緣性進(jìn)行檢測(cè)，不斷加快了故障檢測(cè)的速度，并具有較強(qiáng)的適應(yīng)度。

1.1 電阻型傳感器檢測(cè)

一般情況下，航空發(fā)電機(jī)電氣系統(tǒng)中的閥門、點(diǎn)火器等都屬于電阻性的負(fù)載。所以可以通過負(fù)載內(nèi)阻及相應(yīng)的絕緣檢測(cè)判斷傳感器與電氣回路的連接情況。其檢測(cè)原理如圖1所示。

這樣將檢測(cè)系統(tǒng)積極利用起來，然后在負(fù)載內(nèi)施加一定頻率的激勵(lì)電流，從而讓負(fù)載兩端的電壓數(shù)字值下降。根據(jù)歐姆定律可以知道，在這個(gè)過程中，負(fù)載內(nèi)阻R值和負(fù)載兩端壓降U以及經(jīng)流負(fù)載的電流I的比值一致，所以存在R=U/I。在此基礎(chǔ)上，如果R值檢測(cè)的結(jié)果出現(xiàn)無限大的情況，則說明該檢測(cè)的回路是斷路狀態(tài)，如果R值檢測(cè)為0，則說明回路出現(xiàn)了短路，如果檢測(cè)的R值包含在最小值與最大值之間，則表明整個(gè)回路是正常狀態(tài)，根據(jù)相關(guān)的原理分析可以知道，R值越大則該系統(tǒng)的絕緣性能就越強(qiáng)。

1.2 電感型傳感器檢測(cè)

通過分析電感型的傳感器可以知道，在該傳感器內(nèi)直流內(nèi)阻比電阻型傳感器小，因此為了讓檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性得到保證，檢測(cè)方法一般使用測(cè)量復(fù)阻抗法，通過在傳感器內(nèi)施加定頻的激勵(lì)信號(hào)，采集響應(yīng)信號(hào)并分析離散傅里葉變化，從而就能得到信號(hào)的相位以及模值，計(jì)算之后，能夠明確得出被測(cè)復(fù)阻抗的相位以及模值。在發(fā)射極直接數(shù)字式混平合成器內(nèi)核輸出信號(hào)后，經(jīng)過可編程的增益級(jí)對(duì)對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行引導(dǎo)，然后經(jīng)過傳感器和VIN接口之后，然后對(duì)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)中的信號(hào)進(jìn)行分析。

2 ?航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

該類航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，本文主要分析了它的人機(jī)交互系統(tǒng)和測(cè)試主機(jī)。其中人機(jī)交互系統(tǒng)是組成電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)中重要的部分，在設(shè)計(jì)以及構(gòu)建故障檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，主要是將嵌入式CPU與電阻式的觸摸屏和TFT液晶顯示屏進(jìn)行相互配合，從而將檢測(cè)的功能實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)中所有的操作都能夠通過電阻式觸摸屏完成。一般在人機(jī)交互系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置電氣檢測(cè)、日志管理、儀器自檢三個(gè)功能，電氣檢測(cè)是在實(shí)際應(yīng)用的環(huán)節(jié)中能夠快速檢測(cè)航空發(fā)電機(jī)中的各種傳感器、線纜以及電阻、絕緣層等，日志管理是能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行過程中的日志進(jìn)行檢測(cè)、采集和分析等相關(guān)工作，通過該數(shù)據(jù)生成可視化的報(bào)表，讓用戶能夠歸檔和分析檢測(cè)的結(jié)果，儀器自檢是能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自我的檢測(cè)工作，從而讓系統(tǒng)能夠一直保持比較良好的運(yùn)行狀態(tài)。

在系統(tǒng)中的測(cè)試主機(jī)主要使用的是嵌入式開發(fā)平臺(tái)EM9160+CPLD的雙CPU控制，其核心處理器為EM9160，通過與CPLD協(xié)助處理器進(jìn)行配合，可以進(jìn)行任務(wù)調(diào)度、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制、通信管理等各個(gè)操作，為了能夠節(jié)約CPU引腳資源，在設(shè)置下CPLD和ADC芯片時(shí)，可以選擇四線制的SPI，共同使用數(shù)據(jù)新和時(shí)鐘線，進(jìn)行新型拓?fù)涫降恼w連接，站在能夠提高通信速率的角度上，在選擇系統(tǒng)的硬件上使用SPI，并使用GPIO口對(duì)SPI的CS線取代。

3 ?航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)中，軟件主要是對(duì)整體性的功能調(diào)度進(jìn)行負(fù)責(zé)，控制設(shè)備底層的硬件，并采集相關(guān)的參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中的數(shù)據(jù)，分析、判斷出參數(shù)中是否存在異常，顯示出判斷結(jié)果。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要是將功能庫(kù)以及硬盤硬件驅(qū)動(dòng)作為基礎(chǔ)，其中包括數(shù)據(jù)字典、人機(jī)交互接口、CPLD驅(qū)動(dòng)等，讓系統(tǒng)能夠擁有軟件功能支撐，在數(shù)據(jù)字典當(dāng)中包含航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)軟件中的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，為故障檢測(cè)系統(tǒng)提供一定的數(shù)據(jù)支持，并且軟件上還需要具有電氣故障Janice應(yīng)用模塊以及遠(yuǎn)程通信控制模塊等，通過把故障檢測(cè)系統(tǒng)中的功能庫(kù)以及數(shù)據(jù)結(jié)合能夠在軟件系統(tǒng)軟件內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部的模塊交換。

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件中，需要獨(dú)立出硬件驅(qū)動(dòng)程序，按照相關(guān)的子程序庫(kù)方式為上層提供一定的服務(wù)，并且與系統(tǒng)控制共同支撐起相應(yīng)的應(yīng)用功能層。系統(tǒng)控制主要是對(duì)內(nèi)存分配、時(shí)間調(diào)度以及中斷進(jìn)行管理和負(fù)責(zé)，主要是應(yīng)用在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)當(dāng)中。獨(dú)立出硬件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是能夠讓系統(tǒng)功能得到擴(kuò)展，預(yù)留出更多的空間。

3.2 故障檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

為了保證設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠正常使用，所以需要對(duì)本身設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證工作，通過檢測(cè)某個(gè)型號(hào)的航空發(fā)電機(jī)，將其靜溫度設(shè)置為10℃，并確定周邊不存在強(qiáng)烈的干擾源，在檢測(cè)過程中，先將測(cè)試的電纜與發(fā)動(dòng)機(jī)接口進(jìn)行連接，開啟檢測(cè)系統(tǒng)，預(yù)熱2～3min，待溫度穩(wěn)定后，才開始相應(yīng)的檢測(cè)工作，當(dāng)檢測(cè)完畢后，系統(tǒng)會(huì)把采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)制備成報(bào)表，通過與參考值進(jìn)行對(duì)照，檢測(cè)的結(jié)果沒有存在較大的誤差，并且絕緣的電阻能夠到達(dá)4MΩ。因此能夠滿足一般情況下的航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)的現(xiàn)實(shí)需求。

4 ?結(jié)語(yǔ)

由于航空發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且各種傳感器上的特征參數(shù)也不同，因此比較容易出現(xiàn)電氣故障，傳統(tǒng)的電氣故障檢測(cè)方法的工作量較大，且檢測(cè)的效果比較低，沒有較廣泛的適用性，因此本文針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)的航空發(fā)電機(jī)電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果表明該類電氣故障檢測(cè)系統(tǒng)具有較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)操作，運(yùn)行較為穩(wěn)定，檢測(cè)速度更快，具有較高的檢測(cè)精度，能夠自動(dòng)生成報(bào)表，具有較好的擴(kuò)展性和靈活性，所以其應(yīng)用前景非常廣闊。

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