CN106383275A - 发动机点火电容器老炼试验故障检测装置 - Google Patents

发动机点火电容器老炼试验故障检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，旨在提供一种故障判断准确，能消除干扰的自动化检测装置。本发明通过下述技术方案予以实现：主点火装置电路通过采样电路连接被试点火电容器，采样电路通过通道隔离处理控制电路电连接信号数据处理控制模块，主点火装置电路、参数设置电路、工作模式设置电路、自检电路、蜂鸣器、电源模块和指示电路以信号数据处理控制模块为核心进行电连接，采样电路通过通道隔离处理控制电路将隔离信号送入信号数据处理控制电路对各路电流峰值检测，对应设置电流峰值数据比对后作故障判断，当任意一路采样峰值超出对应设置峰值误差范围时，信号数据处理控制电路切断检测电源，通过蜂鸣器发出警报声。

Description

发动机点火电容器老炼试验故障检测装置
技术领域
本发明涉及一种发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，特别是用于航空航天发动机点火电容器老炼试验的自动化检测。
背景技术
老炼试验是工程上常用来剔除早期失效产品,提高系统可靠性的方法。老炼试验是高可靠性集成电路的筛选试验之一，它的目的是为了筛选或剔除那些勉强合格的电路。这些电路或是由于所使用的原材料本身固有的缺陷，或是由于制造工业的控制不当引入了缺陷，而这些缺陷会随着时间和应力而诱发电路产生相关的失效。为了在电路提交用户使用前，将有这些缺陷的电路筛选掉。在筛选时，需要对电路施加最大额定工作条件或以上的应力，或施加相等的或更高的灵敏度的等效筛选条件以诱发电路产生失效，并将之剔除。航空航天发动机点火电容器是航空航天发动机点火装置的核心部件之一，点火电容器的性能、寿命都关系到发动机点火装置的品质，更关系到每一次飞行的安全可靠性。所以老练试验是点火电容器在装入发动机点火装置前一个必不可少的严格筛选环节。老炼试验条件有六种。根据电路类型，工作方式可以选择其中一种条件进行试验。a)稳态、反偏。适用于各类线性和数字电路。b)稳态、正偏。适用于所有数字电路和某些线性电路。c)稳态、功率和反偏。适用于各种数字电路和输入端可以反偏置、输出端可以偏置在最大功耗上(或反过来)的某些线性电路。d)并行激励。适用于各类电路。e)环行振荡器试验。f)温度加速试验。有时，为了加快电路的筛选进程，使电路在大大超过其最高额定温度的环境温度(175～300℃)条件下进行试验。此时，由于温度高，电路异常，不能正常工作。
当前，行业内对点火电容器老练试验的检测方法，还完全停留于依靠人工对其工作、休息时间掐表计时，长时间蹲守观察，耗费人力，且计时不准确，存在人为误差。对故障的判断，还依靠对放电端火花频率的测试，发生故障后，无法故障定位，还需对点火电容器逐个进行耐压测试。且在点火电容器发生击穿故障后，如发现不及时，断电不及时，很可能造成对主点火装置电路的损毁。要解决目前的弊端，就必须要研究一种智能化解决方案。由于发动机点火装置电容器在充、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。且为了能及时故障定位，必须对各路点火电容器电路进行同时采样，这更是难上加难。如何消除干扰，有效采集多路数据，及时发现故障，定位故障，并能在故障发生时，第一时间采取自动保护措施，成为发动机点火电容器老炼试验智能化解决方案中的第一大难题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高，自动故障断电，定位准确，能够消除发动机点火电容器自身工作干扰和多路相互干扰，采样稳定准确可靠，能按照设定工作规范可靠读取数据，自动完成试验检测，并能在发生故障时，及时告警并采取断电保护的装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，包括：通过次级高压电缆电连接放点球的主点火装置电路2、电源模块13，及通过测试电缆分别引入主点火装置电路2电连接的配套被试点火电容器，其特征在于：主点火装置电路2通过采样电路5连接被试点火电容器，采样电路通过通道隔离处理控制电路10电连接信号数据处理控制模块11，主点火装置电路2、参数设置电路1、工作模式设置电路17、自检电路16、蜂鸣器15、电源模块13和指示电路12以信号数据处理控制模块11为核心，电连接于信号数据处理控制模块11；在试验过程中，被试点火电容器通过采样电路5接入对应接口，接通自检开关；工作模式设置电路17根据电容器工作规范要求，分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差的工作模式，采样电路5对相应的配套被试点火电容器两端脉冲电流进行同时采样，通过通道隔离处理控制电路10将有效的通道隔离处理信号送入信号数据处理控制电路11对各路电流峰值检测并进行整形、滤波，并分别与对应设置电流峰值数据比对后作故障判断，参数设置电路1、自检电路16按照工作模式设置电路17工作模式的设定，根据循环次数、工作时间和休息时间进行试验，当任意一路采样峰值超出对应设置峰值误差范围时，信号数据处理控制电路切断检测电源，通过蜂鸣器发出警报声，并点亮该故障路电容器接口处的故障指示灯。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
自动化程度高。本发明将被试点火电容器分别接入检测装置对应接口后，打开检测装置总电源，自检成功后，启动检测开关，工作模式设置电路根据电容器工作规范要求，设置的工作模式，通过信号数据处理控制模块分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差，按照工作模式的设定，根据循环次数，工作时间，休息时间，自动运行直到试验完成，发出完成提示声，解决了现有技术依靠人工对其工作、休息时间掐表计时，长时间蹲守观察，耗费人力，且计时不准确，存在人为误差的问题。
自动故障断电，定位准确。本发明试验过程中，按照工作模式设置电路17工作模式的设定，根据循环次数，工作时间，休息时间，进行试验，当任意一路采样峰值超出对应设置峰值误差范围时，信号数据处理控制电路切断检测电源，通过蜂鸣器发出警报声，并点亮该故障路电容器接口处的故障指示灯。
能够消除干扰。本发明利用采样模块对各点火电容器电路两端脉冲电流进行同时采样，通过通道隔离处理控制电路10采取有效的通道隔离处理，经信号数据处理控制电路整形、滤波，彻底的滤除采样及采样点路之间的信号干扰，可以从根本上消除发动机点火电容器自身工作干扰和多路相互干扰。
采样稳定准确可靠。本发明将被试点火电容器分别接入检测装置对应接口后，利用采样模块分别对各点火电容器电路两端脉冲电流进行采样，通过工作模式设置电路17根据电容器工作规范要求，分别设定的各路电容器标准电流峰值数据及误差的工作模式，经采样电路5对相应的配套被试点火电容器两端脉冲电流进行同时采样，通过通道隔离处理控制电路10将有效的通道隔离处理信号送入信号数据处理控制电路11对各路电流峰值检测并进行整形、滤波，直观、准确地反应出各点火电容器在工作中所可能出现的击穿、开路故障信号，保证了采样稳定准确的可靠性。
能按照设定工作规范可靠读取数据。本发明在试验过程中，被试点火电容器分别通过采样电路5接入对应接口接通自检开关，采样电路5对相应的配套被试点火电容器两端脉冲电流进行同时采样，各采样信号先经通道隔离处理，工作模式设置电路17根据电容器工作规范要求，分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差的工作模式，经信号数据处理控制电路整形、滤波，多次处理后读取电流峰值。
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是本发明发动机点火电容器老炼试验故障检测装置的系统原理框图。
图2是图1数据处理、控制电路内置控制软件的程序流程图。
图中，1参数设置电路，2主点火装置电路，3高压放点球，4次级高压电缆，5采样电路，6Ⅰ#测试电缆，7Ⅰ#点火电容器，8Ⅱ#点火电容器，9Ⅱ#测试电缆，10通道隔离，处理电路，11信号，数据处理控制模块，12指示电路，13电源模块，14市电AC220V50Hz电源，15蜂鸣器，16自检电路，17工作模式设置电路。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的一个最佳实施例中，一种发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，包括：通过次级高压电缆电连接放点球的主点火装置电路2、电源模块13，及通过测试电缆分别引入主点火装置电路2电连接的配套被试点火电容器，检测装置中设有采样，通道隔离处理，信号、数据处理控制，工作模式设置，参数设置，自检等电路。主点火装置电路2通过采样电路5连接被试点火电容器，采样电路通过通道隔离处理控制电路10电连接信号数据处理控制模块11，主点火装置电路2、参数设置电路1、工作模式设置电路17、自检电路16、蜂鸣器15、电源模块13和指示电路12以信号数据处理控制模块11为核心电连接于信号数据处理控制模块11，在试验过程中，被试点火电容器分别采样电路5接入对应接口接通自检开关，工作模式设置电路17根据电容器工作规范要求，分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差的工作模式，采样电路5对相应的配套被试点火电容器两端脉冲电流进行同时采样，通过通道隔离处理控制电路10将有效的通道隔离处理信号送入信号数据处理控制电路11对各路电流峰值检测并进行整形、滤波，并分别与对应设置电流峰值数据比对后作故障判断，通过参数设置电路1、自检电路16按照工作模式设置电路17工作模式的设定，根据循环次数，工作时间，休息时间，进行试验，当任意一路采样峰值超出对应设置峰值误差范围时，信号数据处理控制电路切断检测电源，通过蜂鸣器发出警报声，并点亮该故障路电容器接口处的故障指示灯。
被试点火电容器分别接入检测装置对应接口后，打开检测装置总电源，接通自检开关，自检成功后，指示灯点亮，工作模式设置电路17根据电容器工作规范要求设置工作模式，并分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差，按照工作模式的设定，根据循环次数，工作时间，休息时间，信号数据处理控制电路对各路电流峰值检测，分别与对应设置电流峰值数据比对后作故障判断，检测开关有效，否则检测开关无效，自动运行试验。
点火电容器老炼试验检测装置配套被试点火电容器，配套被试点火电容器包含被试Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8，打开检测装置总电源，被试Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8分别通过Ⅰ#测试电缆6、Ⅱ#测试电缆9接入采样电路5对应接口后，采样电路5根据Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8老炼试验工作模式要求和工作电流参数，通过参数设置电路1设定对应的标准电流峰值数据及误差范围，分别通过工作模式设置电路17设置工作循环次数，单次工作时间，单次休息时间；接通自检电路16开始自检，自检成功后，启动检测开关，主点火装置电路2开始工作，高压放点球3应立即产生放电火花，采样电路5对Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8两端脉冲电流进行同时采样，经通道隔离处理电路10处理后，再经信号数据处理控制电路11对各路电流峰值检测、整形和滤波，同时分别与参数设置电路1中设置电流峰值数据比对后作故障判断。自检电路16自检成功后向信号数据处理控制电路11发出自检成功信号，此时信号数据处理控制电路11控制指示电路12点亮自检成功信号灯，并将检测装置上的检测开关置有效状态；自检电路16自检不成功，自检成功信号灯始终处于熄灭状态，检测装置上的检测开关默认处于无效状态。
如试验过程中无任何故障，信号数据处理控制电路11按照工作模式电路17的设定，根据循环次数，工作时间，休息时间，自动运行直到试验完成，通过蜂鸣器15发出完成提示声。当任意一路采样峰值超出参数设置电路1中设置电流峰值误差范围时，信号数据处理控制电路11切断检测电源，通过蜂鸣器15发出警报声，同时控制指示电路12点亮故障路对应的故障信号灯，并将检测装置上的检测开关置无效状态。
参阅图2。信号数据处理控制电路11设置有控制程序软件，参数设置电路1中设定的标准电流峰值数据及误差范围，作为采样数据比对值。控制程序软件接收自检电路16启动信号，开始依次读取工作模式电路17中设定的循环次数，工作时间，休息时间；读取完成后，控制程序软件未收到自检电路16自检成功信号，则一直等待；收到自检成功信号，控制程序软件程序控制指示电路12点亮自检成功信号灯，并将检测开关置有效状态。控制程序软件程序接收检测开关接通信号后，启动信号数据处理控制电路11中的定时/计数器，并延时0.5秒开始对Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8采样电流峰值数据作比对、判断。一旦Ⅰ#点火电容器7、Ⅱ#点火电容器8任意一路采样值，超出参数设置电路1设定的标准电流峰值数据及设定值误差范围，控制程序软件程序立即断开检测开关并置无效位状态，关闭定时/计数器器，控制指示电路12点亮Ⅰ#点火电容器7故障信号灯，并控制通蜂鸣器15发出故障报警声。如无故障，控制程序软件程序等待定时/计数器定时、计数完成后，关闭定时/计数器器，控制断开检测开关并置无效位状态，同时控制通蜂鸣器15发出完成提示声。

Claims (10)

1.一种发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，包括：通过次级高压电缆电连接放点球的主点火装置电路(2)、电源模块(13)，及通过测试电缆分别引入主点火装置电路(2)电连接的配套被试点火电容器，其特征在于：主点火装置电路(2)通过采样电路(5)连接被试点火电容器，采样电路通过通道隔离处理控制电路(10)电连接信号数据处理控制模块(11)，主点火装置电路(2)、参数设置电路(1)、工作模式设置电路(17)、自检电路(16)、蜂鸣器(15)、电源模块(13)和指示电路(12)以信号数据处理控制模块(11)为核心，电连接于信号数据处理控制模块(11)；在试验过程中，被试点火电容器通过采样电路(5)接入对应接口接通自检开关，工作模式设置电路(17)根据电容器工作规范要求，分别设定各路电容器标准电流峰值数据及误差的工作模式，采样电路(5)对相应的配套被试点火电容器两端脉冲电流进行同时采样，通过通道隔离处理控制电路(10)将有效的通道隔离处理信号送入信号数据处理控制电路(11)对各路电流峰值检测并进行整形、滤波，并分别与对应设置电流峰值数据比对后作故障判断，参数设置电路(1)、自检电路(16)按照工作模式设置电路(17)工作模式的设定，根据循环次数、工作时间和休息时间进行试验，当任意一路采样峰值超出对应设置峰值误差范围时，信号数据处理控制电路切断检测电源，通过蜂鸣器发出警报声，并点亮该故障路电容器接口处的故障指示灯。
2.如权利要求1所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，信号数据处理控制模块(11)根据工作模式要求，通过工作模式设置电路(17)设置工作循环次数，单次工作时间，单次休息时间。
3.如权利要求1所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，自检电路(16)根据各点火电容器不同参数的情况，分别设定对应的标准电流峰值数据及误差范围，作为采样数据比对值。
4.如权利要求1所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，点火电容器老炼试验检测装置配套被试点火电容器，配套被试点火电容器包含被试Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)，被试Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)分别通过Ⅰ#测试电缆(6)、Ⅱ#测试电缆(9)接入采样电路(5)对应接口后，采样电路(5)根据Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)老炼试验工作模式要求和工作电流参数，通过参数设置电路(1)设定对应的标准电流峰值数据及误差范围，分别通过工作模式设置电路(17)设置工作循环次数，单次工作时间，单次休息时间。
5.如权利要求4所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，主点火装置电路(2)工作时，高压放点球(3)产生放电火花，采样电路(5)对Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)两端脉冲电流进行同时采样，经通道隔离处理电路(10)处理后，再经信号数据处理控制电路(11)对各路电流峰值检测、整形和滤波，同时分别与参数设置电路(1)中设置电流峰值数据比对后作故障判断。
6.如权利要求1所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，自检电路(16)自检成功后向信号数据处理控制电路(11)发出自检成功信号，此时信号数据处理控制电路(11)控制指示电路(12)点亮自检成功信号灯，并将检测装置上的检测开关置有效状态；自检电路(16)自检不成功，自检成功信号灯始终处于熄灭状态，检测装置上的检测开关默认处于无效状态。
7.如权利要求1所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，信号数据处理控制电路(11)设置有控制程序软件。
8.如权利要求7所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，控制程序软件接收自检电路(16)启动信号，依次读取工作模式电路(17)中设定的循环次数，工作时间，休息时间；读取完成后，控制程序软件未收到自检电路(16)自检成功信号，则一直等待。
9.如权利要求4或7所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，控制程序软件程序接收检测开关接通信号后，启动信号数据处理控制模块(11)中的定时/计数器，并延时0.5秒开始对Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)采样电流峰值数据作比对、判断。
10.如权利要求9所述的发动机点火电容器老炼试验故障检测装置，其特征在于，Ⅰ#点火电容器(7)、Ⅱ#点火电容器(8)任意一路采样值，超出参数设置电路(1)设定的标准电流峰值数据及设定值误差范围，控制程序软件程序立即断开检测开关并置无效位状态，关闭定时/计数器器，控制指示电路(12)点亮Ⅰ#点火电容器(7)故障信号灯，并控制通蜂鸣器(15)发出故障报警声。
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