CN105182137A - 用于诊断电防冰加热单元的故障的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于诊断电防冰加热单元的故障的方法，该方法包括以下步骤：A.获取电防冰加热单元的供电端电压和供电线路电流；D.根据供电端电压和供电线路电流来计算电防冰加热单元的实时电阻值；E.获取电防冰加热单元的实时温度；F.根据实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取电防冰加热单元的理论电阻值；G.计算实时电阻值和理论电阻值的电阻差值；以及H.当电阻差值的绝对值大于预先确定的第一阈值时，判断电防冰加热单元发生故障。此外，本发明还涉及一种用于诊断电防冰加热单元的故障的装置。根据本发明的方法和装置，实现了对电防冰加热单元的故障的快速诊断，并且增加了对电防冰加热单元的电阻值变化的敏感度。
Description
技术领域
本发明涉及飞机诊断领域，具体地，本发明涉及一种用于诊断电防冰加热单元的故障的方法和装置。
背景技术
随着复合材料在民用飞机上的广泛应用，防冰效率更高、能耗更低的电防冰系统是新一代民机重点关注和研究的领域。与传统热气防冰相比，电防冰技术可以实现功能的定点投送和分配，同时可以对故障单元进行单独的隔离。
通常情况下，电防冰系统借助于表面温度判断系统工作是否正常。相比于供电流和供电压，表面温度参数具有一定的迟滞性，此外，表面温度对微小的阻值变化并不敏感。
发明内容
一般来说，电防冰系统的加热单元材料一旦确定，电防冰加热单元的理论阻值和温度的曲线关系即可确定，基于此，本发明的目的在于提供一种根据实时电阻值与理论电阻值的差值来诊断电防冰加热单元的故障的方案，以提高故障诊断的响应速度和敏感度。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于诊断电防冰加热单元的故障的方法，所述方法包括以下步骤：A.获取所述电防冰加热单元的供电端电压和供电线路电流；D.根据所述供电端电压和所述供电线路电流来计算所述电防冰加热单元的实时电阻值；E.获取所述电防冰加热单元的实时温度；F.根据所述实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取所述电防冰加热单元的理论电阻值；G.计算所述实时电阻值和所述理论电阻值的电阻差值；以及H.当所述电阻差值的绝对值大于预先确定的第一阈值时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
通过上述方法，当电防冰加热单元发生短路或断路故障时，其实时温度值并不会在短时间内发生较大的变化，而其内部电阻值会发生突变。因此，上述方法实现了对短路或断路故障的快速的诊断。此外，当电防冰加热单元的实时电阻值发生微小的变化时，其实时温度值可能并不会发生相应的变化，因此，上述方法提高了对阻值变化的敏感度，从而能够在发生严重的故障之前就诊断出电防冰加热单元的故障并且进行相应的处理。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，在步骤A之后还包括以下步骤：B.判断所述供电线路电流是否发生突变；以及C.当所述供电线路电流发生突变时，判断所述电防冰加热单元发生故障。通过该方式，能够在监控到电流突然增加或者突然减小时，判断出电防冰加热单元的故障，从而提高对严重故障的判断速度。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，所述步骤B包括以下子步骤：B1.计算所述供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值；以及B2.当所述电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值时，判断所述供电线路电流发生突变。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，在步骤H之后还包括以下步骤：I.当判断所述电防冰加热单元发生故障时，产生报警信号和/或切断所述电防冰加热单元的电源供应。通过该方式，能够避免故障的电防冰加热单元对整个电路系统的损坏。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，所述电防冰加热单元为电阻丝或者电阻膜。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，利用互感线圈来获取所述供电线路电流。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的一种实施方式中，利用插值法来获取所述电防冰加热单元的所述理论电阻值。
本发明的第二方面提供了一种用于诊断电防冰加热单元的故障的装置，所述装置包括：电压获取单元，所述电压获取单元用于获取所述电防冰加热单元的供电端电压；电流获取单元，所述电流获取单元用于获取所述电防冰加热单元的供电线路电流；实时电阻值计算单元，所述实时电阻值计算单元用于根据所述供电端电压和所述供电线路电流来计算所述电防冰加热单元的实时电阻值；温度获取单元，所述温度获取单元用于获取所述电防冰加热单元的实时温度；理论电阻值获取单元，所述理论电阻值获取单元用于根据所述实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取所述电防冰加热单元的理论电阻值；电阻差值计算单元，所述电阻差值计算单元用于计算所述实时电阻值和所述理论电阻值的电阻差值；以及第一判断单元，所述第一判断单元用于在所述电阻差值的绝对值大于预先确定的第一阈值时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的装置的一种实施方式中，所述装置还包括：突变判断单元，所述突变判断单元用于判断所述供电线路电流是否发生突变；以及第二判断单元，所述第二判断单元用于在所述供电线路电流发生突变时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的装置的一种实施方式中，所述第二判断单元进一步包括：电流差值计算单元，所述电流差值计算单元用于计算所述供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值；以及第三判断单元，所述第三判断单元用于在所述电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值时，判断所述供电线路电流发生突变。
在依据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的装置的一种实施方式中，所述装置还包括：报警单元，所述报警单元用于在判断所述电防冰加热单元发生故障时产生报警信号；以及断电单元，所述断电单元用于在判断所述电防冰加热单元发生故障时切断所述电防冰加热单元的电源供应。
根据本发明的方法和装置，实现了对电防冰加热单元的故障的快速诊断，并且增加了对电防冰加热单元的电阻值变化的敏感度，从而避免了单个电防冰加热单元故障对整个电路系统的损坏。
附图说明
参照下面的附图和说明进一步解释本发明的实施例，其中：
图1示出了根据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的流程图；
图2示出了根据本发明的电防冰加热系统的原理图；以及
图3示出了根据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的装置的结构图。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
图1示出了根据本发明的用于诊断电防冰加热单元的故障的方法的流程图。其中，该电防冰加热单元能够被实施为电阻丝或者电阻膜。
如图1所示，在步骤S101中，获取电防冰加热单元的供电端电压和供电线路电流。优选地，能够借助于传感器、例如互感线圈来检测该供电线路电流。优选地，将模拟的电压信号和电流信号进行模数转换，以便后续的处理。
在步骤S102中，根据在步骤S101中获取的供电端电压和供电线路电流来计算实时电阻值。优选地，根据公式R＝U/I来计算实时电阻值。
在步骤S103中，获取电防冰加热单元的实时温度。优选地，借助于温度传感器来获取该实时温度。
在步骤S104中，根据在步骤S103中获取的实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取理论电阻值。优选地，该预先确定的温度-电阻值曲线以表格的形式被预先存储在存储器中。优选地，采用差值法从该温度-电阻值曲线中获取理论电阻值。
在步骤S105中，计算在步骤S102中计算的实时电阻值和在步骤S104中获取的理论电阻值的电阻差值。
在步骤S106中，判断在步骤S105中计算的电阻差值是否大于预先确定的第一阈值。
如果电阻差值大于第一阈值，则在步骤S107中判断电防冰加热单元发生故障。
优选地，在获取供电线路电流之后，首先判断供电线路电流是否发生突变。如果该电路电流发生突变，则直接判断电防冰加热单元发生故障，而无需进行后续的步骤。
优选地，通过以下方式来判断供电线路电流是否发生突变：首先计算供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值。例如，能够从存储器中读取最近一次获取的供电线路电流值。接着，如果电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值时，则判断供电线路电流发生突变。
优选地，在判断电防冰加热单元发生故障之后，能够产生报警信号，以通知相关人员故障的存在。替代地或者附加地，也能够直接切断电防冰加热单元的电源供应，以防止单个电防冰加热单元的故障影响整个电路系统。
图2示出了根据本发明的电防冰加热系统的原理图。
如图2所示，该电防冰加热系统包括三个电防冰加热单元。每个电防冰加热单元具有独立的供电端。在正常工作时，所有的供电端都通过故障诊断装置与交流供电电源相连接。具体地，在故障诊断装置中为每个供电端设置有相应的开关装置，在正常工作时，开关装置是闭合的。故障诊断装置会获取电防冰加热单元的实时温度、供电线路电流和供电端电压，并根据所存储的温度-电阻值曲线来诊断每个电防冰加热单元是否发生故障。
当某个电防冰加热单元发生故障时，故障诊断装置会断开与该电防冰加热单元相关的开关。于是，单个电防冰加热单元的故障就不会影响其他电防冰加热单元的正常工作。
图3进一步示出了图2中的故障诊断装置、即用于诊断电防冰加热单元的故障的装置的结构图。
如图3所示，该故障诊断装置包括电压获取单元301、电流获取单元302、实时电阻值计算单元303、温度获取单元304、理论电阻值获取单元305、电阻差值计算单元306和第一判断单元307。
在工作时，电压获取单元301、电流获取单元302和温度获取单元304分别获取电防冰加热单元的供电端电压、供电线路电流和实时温度。
实时电阻值计算单元303根据供电端电压和供电线路电流计算出实时电阻值。而理论电阻值获取单元305根据实时温度和温度-电阻值曲线获取理论电阻值。
电阻差值计算单元306计算实施电阻值和理论电阻值的电阻差值。并且第一判断单元307据此判断电防冰加热单元中是否存在故障。
优选地，故障诊断装置还包括突变判断单元和第二判断单元。如果突变判断单元判断出供电线路电流发生了突变，则第二判断单元据此判断出电防冰加热单元发生了故障。进一步地，该突变判断单元又包括电流差值计算单元和第三判断单元。如果该电流差值计算单元所计算的供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值，则第三判断单元据此判断供电线路电流发生了突变。
优选地，故障诊断装置还包括报警单元和断电单元。在电防冰加热单元发生故障时，报警单元能够产生报警信号，而断电单元能够切断电防冰加热单元的电源供应。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形和修改。
Claims (14)
1.一种用于诊断电防冰加热单元的故障的方法，所述方法包括以下步骤：
A.获取所述电防冰加热单元的供电端电压和供电线路电流；
D.根据所述供电端电压和所述供电线路电流来计算所述电防冰加热单元的实时电阻值；
E.获取所述电防冰加热单元的实时温度；
F.根据所述实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取所述电防冰加热单元的理论电阻值；
G.计算所述实时电阻值和所述理论电阻值的电阻差值；以及
H.当所述电阻差值的绝对值大于预先确定的第一阈值时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A之后还包括以下步骤：
B.判断所述供电线路电流是否发生突变；以及
C.当所述供电线路电流发生突变时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下子步骤：
B1.计算所述供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值；以及
B2.当所述电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值时，判断所述供电线路电流发生突变。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤H之后还包括以下步骤：
I.当判断所述电防冰加热单元发生故障时，产生报警信号和/或切断所述电防冰加热单元的电源供应。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电防冰加热单元为电阻丝或者电阻膜。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用互感线圈来获取所述供电线路电流。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用插值法来获取所述电防冰加热单元的所述理论电阻值。
8.一种用于诊断电防冰加热单元的故障的装置，所述装置包括：
电压获取单元，所述电压获取单元用于获取所述电防冰加热单元的供电端电压；
电流获取单元，所述电流获取单元用于获取所述电防冰加热单元的供电线路电流；
实时电阻值计算单元，所述实时电阻值计算单元用于根据所述供电端电压和所述供电线路电流来计算所述电防冰加热单元的实时电阻值；
温度获取单元，所述温度获取单元用于获取所述电防冰加热单元的实时温度；
理论电阻值获取单元，所述理论电阻值获取单元用于根据所述实时温度和预先确定的温度-电阻值曲线来获取所述电防冰加热单元的理论电阻值；
电阻差值计算单元，所述电阻差值计算单元用于计算所述实时电阻值和所述理论电阻值的电阻差值；以及
第一判断单元，所述第一判断单元用于在所述电阻差值的绝对值大于预先确定的第一阈值时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
突变判断单元，所述突变判断单元用于判断所述供电线路电流是否发生突变；以及
第二判断单元，所述第二判断单元用于在所述供电线路电流发生突变时，判断所述电防冰加热单元发生故障。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二判断单元进一步包括：
电流差值计算单元，所述电流差值计算单元用于计算所述供电线路电流与最近一次获取的供电线路电流的电流差值；以及
第三判断单元，所述第三判断单元用于在所述电流差值的绝对值大于预先确定的第二阈值时，判断所述供电线路电流发生突变。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
报警单元，所述报警单元用于在判断所述电防冰加热单元发生故障时产生报警信号；以及
断电单元，所述断电单元用于在判断所述电防冰加热单元发生故障时切断所述电防冰加热单元的电源供应。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电防冰加热单元为电阻丝或者电阻膜。
13.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电流获取单元被实施为互感线圈。
14.根据权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述理论电阻值获取单元利用插值法来获取所述电防冰加热单元的所述理论电阻值。
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