CN106291217A - 监测航空点火器高压充放电路故障的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种监测航空点火器高压充放电路故障的方法，利用本发明可以实时准确监测发动机点火故障，消除电路干扰，获得稳定的采样信号。本发明通过下述技术方案予以实现：降压保护电路通过隔离采样电路连接在电源模块之间，来自次级高压脉冲电缆的采样信号先通过降压保护电路作降压处理，并对光电隔离采样电路作负高压反向冲击保护，隔离采样电路对来自降压保护电路降压处理的采样信号，采用光电隔离方式送入采样稳定电路，对点火电容器充、放电过程的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰进行信号短时间延时保持，得到稳定、持续的采样信号。本发明解决了发动机点火装置在充、放电的强冲击干扰，采样不稳定，无法工作的问题。

Description

监测航空点火器高压充放电路故障的方法

技术领域

本发明涉及一种发动机点火装置高压充、放电电路电容击穿、线路开路故障的监测装置，特别是用于航空航天发动机点火装置防电容击穿、线路开路故障的监测装置。

背景技术

航空航天发动机点火装置电路研发、调试是很复杂、费时的过程，往往需要对各级电路进行成千上万次的反复试验、调整。这个过程需要依靠各种检测设备、仪器进行电路监测、采样。在点火装置电路调试过程中，负高压对光电隔离采样电路（6）的瞬间反向冲击导致的元件损坏或元件参数因老化变值、通道结构改变故障，电容击穿故障会导致元件击穿而失效，点火次级线连接处断头或高频电缆断线、通道阻抗失配导致的电路开路故障，都会对整个点火装置电路带来不同程度的毁坏，因此，对点火装置电容击穿、点火线路开路故障监测显得尤为重要。这时就需要一种检测设备能够对电容击穿、点火线路开路故障情况可靠地进行监测。

在飞机点火系统中电嘴是用来产生电火花的附件,是一种特殊形式的放电装置,电嘴安装在汽缸头上,一端伸入气缸,利用磁电机产生的高压电击穿空气,产生电火花,准确可靠地点燃气缸内的空气混合气。由于电嘴所引发的故障时有发生,直接影响到飞机使用和飞行安全。点火电嘴安装在发动机加力燃烧室上，电嘴是不可维修件，带陶瓷绝缘体的电嘴电极是屏蔽的。通过点火装置内的储能电容器进行电荷积累，电容器经电嘴电极间隙瞬时放电。火花电发生在沿绝缘体工作面电嘴电极间。电嘴工作在点火系统的终端,其工作环境及其恶劣且急剧变化。在日常的飞机维护中,电嘴的消耗也是非常大的。电嘴工作时，承受燃烧频繁产生的高压作用,工作时要交替受到燃气的的高温加热和新鲜混合气的冷却作用,且冷热交替作用的频率也很高。电嘴工作时还会受到4000~8000V,甚至20000V的高压电作用,还要受到燃气中的硫、碳、抗暴剂等的化学腐蚀以及放电过程的电侵蚀。具100000飞行小时的故障统计分析表明，发动机点火系统的故障占飞机系统故障的20%,其中,电嘴故障占点火系统故障的83%。点火控制系统故障很频繁，现象不一，引起的原因可能多种多样。由于发动机点火装置在充、放电过程中的高电压，强电流及反向负高压带来的强冲击干扰，对数、模采样电路均会有极大干扰，造成采样不稳定，不准确，甚至无法工作。要得到稳定准确的采样信号，就需要引入各种复杂的处理电路进行采样信号处理。而电容击穿、点火线路开路故障监测，实质只对高压充、放电电路电压状况进行采样监控，因此，在设计相应的检测设备时，引入各种复杂的处理电路，最终却造成设备成本高，体积大，功能目的简单的不良效果。检测设备必须优化设计，而优化设计所急待解决的问题就是：如何采用最简便的方法，使用最低的成本，制造出体积最小的装置，实现有效采集信号，稳定信号，进而稳定地驱动其它功能性电路，单片机等。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种低成本，小体积，采样信号稳定，能消除电路干扰，能实时、准确地监测发动机点火装置电容击穿、线路开路故障的监测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种监测航空点火器高压充放电路故障的方法，具有如下技术特征：首先通过主点火装置1的次级高压电缆2电连接电嘴3,通过主点火装置1的采样电缆4电连接降压保护电路5，再通过主点火装置1初级电源电缆10连接电源模块9以及保持采样信号稳定的采样稳定电路，然后将降压保护电路5通过光电隔离采样电路6连接在电源模块9之间组合而成监测电路；其中，来自次级高压脉冲电缆2的高压脉冲通过采样电缆4相连的采样模块将采样信号先通过降压保护电路5作降压处理，并对光电隔离采样电路6作负高压反向冲击保护；同时该隔离采样电路6对来自降压保护电路降压处理的采样信号，采用光电隔离方式送入采样稳定电路7对高压充、放电电路电压状况进行采样监控，将点火电容器充、放电过程的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰信号进行短时间延时保持，获取稳定持续的采样信号。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

低成本，小体积。本发明采用光电隔离方式对通过采样电缆与主点火装置电连接的降压保护电路进行采样的隔离采样电路，及保持采样信号稳定的采样稳定电路，仅仅通过降压保护电路，隔离采样电路，采样稳定电路等几种模拟电路组合而成监测电路装置，仅采用几个简单、经济的模拟电路，获得稳定的采样信号，低成本，体积小巧，非常便于安装于各型设备中，克服了现有技术检测设备引入各种复杂的处理电路，设备成本高，体积大的缺陷。

采样信号稳定。本发明先通过降压保护电路对连接于高压脉冲电缆的采样电路作降压处理，并对光电隔离采样电路6作负高压反向冲击保护，经光电隔离采样电路采样后，再通过采样稳定电路，在采样信号受点火电容器充、放电过程中的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰时，进行信号短时间延时保持，得到的采样信号稳定、持续，可以稳定驱动其它相关功能性电路，单片机等。

能消除电路干扰。本发明采用先通过光电隔离的方式进行采样，并通过降压保护电路减小负高压对光电隔离采样电路6的瞬间反向冲击。当点火装置正常工作情况下，出现电容击穿、线路开路故障时，降压保护电路中无电压，无法驱动光电隔离采样电路中的光电隔离采样电路6，即光电隔离采样电路失效，采样稳定电路对之前采样信号进行短时间延时保持后失效，采样信号消失。这种有效抗干扰的方式，解决了发动机点火装置在充、放电过程中的高电压，强电流及反向负高压带来的强冲击干扰，对数、模采样电路产生的干扰，采样不稳定，不准确，甚至无法工作的问题。

本发明降压保护电路5通过隔离采样电路6连接在电源模块9之间，来自次级高压脉冲电缆2的采样信号先通过降压保护电路5作降压处理，并对光电隔离采样电路6作负高压反向冲击保护，隔离采样电路6对来自降压保护电路降压处理的采样信号，采用光电隔离方式送入采样稳定电路7，对次级高压电缆电连接电嘴的主点火装置实时、准确地监测发动机点火装置电容击穿、线路开路故障，具备了对电容击穿、点火线路开路故障情况可靠监测。

可扩展性强。本发明在采样稳定电路7电连接可扩展性电路，可以通过可扩展性电路进一步扩展了采样信号稳定的获得。

附图说明

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1是本发明监测航空点火器高压充放电路故障的方法的电路原理框图。

图中，1点火装置、2次级高压电缆、3电嘴、4采样电缆、5降压保护电路、6光电隔离采样电路、7采样稳定电路、8可扩展电路、9电源模块、10初级电源电缆。

具体实施方式

参阅图1。根据本发明，首先通过主点火装置1的次级高压电缆2电连接电嘴3,通过主点火装置1的采样电缆4电连接降压保护电路5，再通过主点火装置1初级电源电缆10连接电源模块9以及保持采样信号稳定的采样稳定电路，然后将降压保护电路5通过光电隔离采样电路6连接在电源模块9之间组合而成监测电路；其中，来自次级高压脉冲电缆2的高压脉冲通过采样电缆4相连的采样模块（图中未示出））将采样信号先通过降压保护电路5作降压处理，并对光电隔离采样电路6作负高压反向冲击保护；同时该隔离采样电路6对来自降压保护电路降压处理的采样信号，采用光电隔离方式送入采样稳定电路7对高压充、放电电路电压状况进行采样监控，将点火电容器充、放电过程的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰信号进行短时间延时保持，获取稳定持续的采样信号。其中，光电隔离采样电路6包括电连接隔离采样电路6的采样稳定电路7，采样稳定电路7电连接可扩展性电路8。来自次级高压脉冲电缆2的采样信号先通过降压保护电路5中正向串联有多级防高压脉冲反向导通二极管的可调节降压电阻模块作降压处理后，通过串联方式进入光电隔离采样电路6，并通过并联方式，将二极管反向与光电隔离采样电路6并联，对光电隔离采样电路6在电路产生负高压反向冲击时起到有效保护。隔离采样电路6对来自降压保护电路降压处理的采样信号，经光电隔离方式驱动导通后送入采样稳定电路7，对点火电容器充、放电过程的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰进行信号短时间延时保持，得到稳定、持续的采样信号。

当点火装置1正常工作情况下，出现电容击穿、线路开路故障时，降压保护电路5中无电压，不能驱动光电隔离采样电路6，光电隔离采样电路6失效，采样稳定电路7对之前采样信号进行短时间延时保持后失效，采样信号在光电隔离采样电路6消失。

Claims (5)

1.一种监测航空点火器高压充放电路故障的方法，具有如下技术特征：首先通过主点火装置（1）的次级高压电缆（2）电连接电嘴（3），通过主点火装置（1）的采样电缆（4）电连接降压保护电路（5），再通过主点火装置（1）初级电源电缆（10）连接电源模块（9）以及保持采样信号稳定的采样稳定电路，然后将降压保护电路（5）通过光电隔离采样电路（6）连接在电源模块（9）之间组合而成监测电路；其中，来自次级高压脉冲电缆（2）的高压脉冲通过采样电缆（4）相连的采样模块将采样信号先通过降压保护电路（5）作降压处理，并对光电隔离采样电路（6）作负高压反向冲击保护；同时该隔离采样电路（6）对来自降压保护电路降压处理的采样信号，采用光电隔离方式送入采样稳定电路（7）对高压充、放电电路电压状况进行采样监控，将点火电容器充、放电过程的高电压，强电流及反向负高压产生的强冲击干扰信号进行短时间延时保持，获取稳定持续的采样信号。

2.如权利要求1所述的监测航空点火器高压充放电路故障的方法，其特征在于，光电隔离采样电路（6）包括电连接隔离采样电路（6）的采样稳定电路（7）。

3.如权利要求1所述的监测航空点火器高压充放电路故障的方法，其特征在于，采样稳定电路（7）电连接可扩展性电路（8）。

4.如权利要求1所述的监测航空点火器高压充放电路故障的方法，其特征在于，采样信号先通过降压保护电路（5）中正向串联有多级防高压脉冲反向导通二极管的可调节降压电阻模块作降压处理后，通过串联方式进入光电隔离采样电路（6），并通过并联方式，将二极管反向与光电隔离采样电路（6）并联，对光电隔离采样电路（6）在电路产生负高压反向冲击时起到有效保护。

5.如权利要求4所述的监测航空点火器高压充放电路故障的方法，其特征在于，当点火装置（1）正常工作情况下，出现电容击穿、线路开路故障时，降压保护电路（5）中无电压，不能驱动光电隔离采样电路（6），光电隔离采样电路（6）失效，采样稳定电路（7）对之前采样信号进行短时间延时保持后失效，采样信号在光电隔离采样电路（6）消失。