CN104280126A - 一种用于机场的飞机apu工作情况监测系统 - Google Patents

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张积洪
王阳
费春国
陈维兴
姬雨初
李龙顺
侯启真
孙毅刚
李宗帅
黄哲理
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Abstract

一种用于机场的飞机APU工作情况监测系统。其包括红外温度传感器、图像传感器、电动云台、主控制器和以太网通信模块；红外温度传感器与图像传感器安装于电动云台上；红外温度传感器与主控制器连接；图像传感器与主控制器连接；电动云台与主控制器连接；主控制器通过数据总线、RS-232或RS485接口与以太网通信模块连接。本发明的用于机场的飞机APU工作情况监测系统效果：首先，本系统可实现对飞机地面作业过程中APU工作情况的实时、自动监测，无需在飞机上安装传感器或通信设备。其次，本系统采用非接触式检测技术，不会对飞机及其地面作业造成任何影响。第三，本系统可自动调整检测方向，适应不同机型APU排气口的位置。

Description

一种用于机场的飞机APU工作情况监测系统
技术领域
本发明属于红外温度检测技术领域，特别是涉及一种用于机场的飞机APU工作情况监测系统。
背景技术
近几年，中国民航局正在民航业内大力提倡节能减排，并实施了一系列的节能减排研究和建设项目，桥载设备替代APU项目便是其中之一。所谓APU是飞机辅助动力装置(Auxiliary Power Unit)的英文缩写，该装置是一种小型的喷气发动机，其主要功能有两个：一是提供高压气体帮助飞机主发动机启动；二是在飞机地面作业或飞行过程中提供电力及新风。以往，飞机在地面作业过程中仅能靠APU提供电力和新风，其燃油消耗量、污染物排放量和工作噪声都是非常大的。而桥载设备也称为地面设备则是400Hz静变电源和桥载空调(也称为地面空调)的统称，是专门为飞机地面作业提供电力和新风的装置。桥载设备的能量来源是电能，与APU相比，无论从能源消耗、污染物排放、工作噪声和运行成本等方面均大幅降低。因此，使用桥载设备替代APU具有十分显著的节能减排意义。
目前，我国已有多家机场安装了桥载设备，并已投入使用。但是，由于使用习惯、公司政策和节能减排意识等多方面的原因，许多航空公司的机组人员在飞机降落在具备桥载设备使用条件的机场后仍然开启APU，增加了污染物排放。因此，为了加强对APU使用的监管，需要在地面对APU的工作情况进行监测。但是，机载设备中的APU工作情况数据无法实时地传送到地面，并且由于适航安全原因，也无法在飞机中加装APU工作情况数据传输装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于机场的飞机APU工作情况监测系统。
为了达到上述目的，本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统包括：红外温度传感器、图像传感器、电动云台、主控制器和以太网通信模块；其中，红外温度传感器与图像传感器安装于电动云台之上；红外温度传感器与主控制器通过RS-232、RS-485或以太网连接；图像传感器与主控制器通过以太网连接；电动云台与主控制器通过RS-232或RS-485连接，用于调整红外温度传感器与图像传感器的朝向；主控制器为本系统的控制核心，通过数据总线、RS-232或RS485接口与以太网通信模块连接。
所述的红外温度传感器为单点式、扫描式或红外热像仪中的一种，用于检测飞机APU排气口温度。
所述的图像传感器为CCD摄像头或CMOS摄像头，用于采集飞机APU排气口图像。
所述的主控制器采用微控制器、微处理器、FPGA、DSP或PLC作为核心控制器。
所述的红外温度传感器和图像传感器在电动云台的活动端并列安装，且红外温度传感器和图像传感器的检测中心相差不超过20cm。
所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统还设有用于放置上述部件的外壳。
本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统的有益效果是：首先，本系统可实现对飞机地面作业过程中APU工作情况的实时、自动监测，无需在飞机上安装传感器或通信设备。其次，本系统采用非接触式检测技术，不会对飞机及其地面作业造成任何影响。第三，本系统可自动调整检测方向，适应不同机型APU排气口的位置。
附图说明
图1为本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统的组成框图。
图2为本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统在近机位的安装和检测示意图。
图3为本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统在远机位的安装和检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统包括：红外温度传感器1、图像传感器2、电动云台3、主控制器4和以太网通信模块5；其中，红外温度传感器1与图像传感器2安装于电动云台3之上；红外温度传感器1与主控制器4通过RS-232、RS-485或以太网连接；图像传感器2与主控制器4通过以太网连接；电动云台3与主控制器4通过RS-232或RS-485连接，用于调整红外温度传感器1与图像传感器2的朝向；主控制器4为本系统的控制核心，通过数据总线、RS-232或RS485接口与以太网通信模块5连接。
所述的红外温度传感器1为单点式、扫描式或红外热像仪中的一种，用于检测飞机APU排气口温度；
所述的图像传感器2为CCD摄像头或CMOS摄像头，用于采集飞机APU排气口图像；
所述的电动云台3为全方位云台，可在水平和垂直方向回转，保证了本系统可自动调整检测方向，适应不同机型的飞机APU排气口位置；电动云台3具有RS-232或RS-485接口，并通过此接口接受主控制器4的控制命令以及向主控制器4反馈电动云台3的状态；电动云台3活动端设有用于安装红外温度传感器1和图像传感器2的固定装置；
所述的主控制器4属控制系统，可以采用微控制器、微处理器、FPGA、DSP或PLC作为核心控制器；
所述的以太网通信模块5具有有线或无线以太网接口，可通过有线或无线以太网向其他外部设备发送本系统的检测数据(如飞机APU排气口图像、温度等)和运行状态等信息；同时，外部设备向本系统下达的控制信号也通过以太网通信模块5接收；
所述的红外温度传感器1和图像传感器2在电动云台3的活动端并列安装，且保证红外温度传感器1和图像传感器2的检测中心相差不超过20cm。
本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统还设有用于放置上述部件的外壳，其具有防水和防尘功能，适于户外工作条件。
如图2所示，本系统6在近机位安装时需在廊桥固定柱上方设立固定支架7，本系统6安装于固定支架7之上，每个近机位安装一套本系统6；近机位安装须满足以下要求：(1)各种机型的APU排气口9在本系统6的检测范围之内；(2)本系统6的检测范围只覆盖本机位，而不覆盖其他机位，以免误检测到其他机位APU工作情况；(3)APU排气口9与本系统之间不可有任何遮挡物；
如图3所示，本系统6在远机位安装于高杆灯柱10的合适高度(该高度以保证实现系统检测功能为准)，每个远机位安装一套本系统6；远机位的安装要求与近机位相同。
本发明提供的用于机场的飞机APU工作情况监测系统可自动对地面作业的飞机APU的运行状态进行监测，判断APU是否开启，其工作过程为：当停机位没有飞机停靠时，本系统6处于休眠状态；当飞机进入停机位后，由外部设备(机场的计算机、服务器等设备)向本系统6发送开启信号，本系统6进入工作状态；进入工作状态后，电动云台3在系统检测范围内完成由左到右，由上到下的逐行扫描动作；同时，红外温度传感器1检测温度；由于飞机APU工作时APU排气口9的温度可达到数百摄氏度，远高于环境温度，且飞机主发动机不工作，温度要低于APU排气口9的温度，因此当红外温度传感器1检测到300℃以上的温度时，则相应位置可能存在工作中的APU；此时，电动云台3将调整方向使红外温度传感器1的检测中心对准温度最高的位置，若持续一定时间该位置的温度不发生下降，则判断该位置存在工作中的APU；为防止判断错误，图像传感器2拍摄该区域的照片作为参照；随后，温度和图像信息通过以太网通信模块5上传到外部设备。

Claims (6)

1.一种用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：其包括：红外温度传感器(1)、图像传感器(2)、电动云台(3)、主控制器(4)和以太网通信模块(5)；其中，红外温度传感器(1)与图像传感器(2)安装于电动云台(3)之上；红外温度传感器(1)与主控制器(4)通过RS-232、RS-485或以太网连接；图像传感器(2)与主控制器(4)通过以太网连接；电动云台(3)与主控制器(4)通过RS-232或RS-485连接，用于调整红外温度传感器(1)与图像传感器(2)的朝向；主控制器(4)为本系统的控制核心，通过数据总线、RS-232或RS485接口与以太网通信模块(5)连接。
2.根据权利要求1所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：所述的红外温度传感器(1)为单点式、扫描式或红外热像仪中的一种，用于检测飞机APU排气口温度。
3.根据权利要求1所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：所述的图像传感器(2)为CCD摄像头或CMOS摄像头，用于采集飞机APU排气口图像。
4.根据权利要求1所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：所述的主控制器(4)采用微控制器、微处理器、FPGA、DSP或PLC作为核心控制器。
5.根据权利要求1所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：所述的红外温度传感器(1)和图像传感器(2)在电动云台(3)的活动端并列安装，且红外温度传感器(1)和图像传感器(2)的检测中心相差不超过20cm。
6.根据权利要求1所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统，其特征在于：所述的用于机场的飞机APU工作情况监测系统还设有用于放置上述部件的外壳。
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