CN107255973A - 一种机翼表面温度测量与存储系统及测量存储控制方法 - Google Patents

一种机翼表面温度测量与存储系统及测量存储控制方法 Download PDF

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班清怡
姜添皓
杨开亮
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Abstract

本发明公开了一种机翼表面温度测量与存储系统，包括安装在飞机机翼的襟翼上的温度记录模块，温度记录模块与通讯授时模块连接，通讯授时模块还与GPS基准模块天线连接，温度记录模块包括由上盖和下壳构成的模块腔体，模块腔体内部设置有电路控制板，通讯授时模块还与电脑的上位机连接，通讯授时模块将温度记录模块采集存储的现场温度传感器数据上传至电脑上位机，温度记录模块同时与5路高精度的温度传感器组相连，每路温度传感器组包括5片贴片三线式PT100温度热电阻传感器，本发明还公开了机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，本发明解决了现有技术中存在的飞机的机翼表面温度不稳定很容易影响翼形气动升力，造成飞机严重事故的问题。

Description

一种机翼表面温度测量与存储系统及测量存储控制方法
技术领域
本发明属于航空机翼防结冰技术领域，具体涉及一种机翼表面温度测量与存储系统，本发明还涉及一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法。
背景技术
由于飞机舱外的温度会随着高度的增加而不断降低，因此飞机的机翼表面会很容易结冰，从而严重影响翼形气动升力，造成飞机严重事故。为了避免这种情况的发生，飞机具备机翼表面加热除冰系统。为了检测加热除冰系统的工作是否正常及可靠性，我们设计了独立于飞机控制系统的机翼表面温度测量与存储及再现回放模块。其作用是独立工作，测量机翼表面的温度，以便对飞机表面的温度变化进行全自动的测量及分析。
发明内容
本发明的目的是提供一种机翼表面温度测量与存储系统，解决了现有技术中存在的飞机的机翼表面温度不稳定很容易影响翼形气动升力，造成飞机严重事故的问题。
本发明的另一目的是提供一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法。
本发明所采用的第一技术方案是，包括安装在飞机机翼的襟翼上的温度记录模块，温度记录模块与通讯授时模块连接，通讯授时模块还与GPS基准模块天线连接，温度记录模块具体结构为：包括由上盖和下壳构成的模块腔体，模块腔体内部设置有电路控制板，电路控制板由电池供电，模块腔体的两端部还分别设置有航空密封航插A和航空密封航插B，模块腔体通过航空密封航插A与通讯授时模块连接，通讯授时模块还与电脑的上位机连接，通讯授时模块将温度记录模块所采集存储的现场温度传感器数据通过RS232电缆上传至电脑上位机。
本发明第一技术方案的特点还在于，
温度记录模块通过航空密封航插B同时与5路高精度的温度传感器组相连，每路温度传感器组包括5片贴片三线式PT100温度热电阻传感器。
电路控制板具体结构为：包括贴片单片机控制芯片PIC16F914，贴片单片机控制芯片PIC16F914还与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794连接。
贴片单片机控制芯片PIC16F914与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794的连接关系具体如下：贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚与铁电存储芯片FM25V10的5引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚与铁电存储芯片FM25V10的6引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的2引脚以及POWER DIS端与铁电存储芯片FM25V10的HOLD＿EEP引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的1管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的5引脚与多路A/D转换芯片AD7794的23管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的24管脚连接。
本发明所采用的第二技术方案是，一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，基于机翼表面温度测量与存储系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、温度记录模块采集、记录、存储温度；
步骤2、通讯授时模块对步骤1传输过来的数据转发到电脑上位机；
步骤3、在电脑上通过格式转换、数据处理功能在线或者离线读取分析步骤2存储的所有温度数据。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤(1.1)、通过电脑(11)配置采集器工作参数，设置采样率为1次/秒～2次/秒，同时采5路信号，采样时长持续4小时；
步骤(1.2)、将贴片三线式PT100温度热电阻传感器采用粘接的方式固定在飞机机翼的襟翼上；
步骤(1.3)、贴片三线式PT100温度热电阻传感器会根据机翼表面温度的高低变化转换为PT100热电阻传感器精密电阻值的变化，而精密电阻值的变化会由模块控制电路中的A/D转换器进行阻值R/直流电压V信号，电压信号通过屏蔽线缆传输给模块控制电路，从而完成数据采集存储过程。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤(3.1)、进入上位机系统；
步骤(3.2)、进行系统配置：在系统中设定选择安装的USB口，打开串口，进行模块的初始化操作；
步骤(3.3)、每个采集器执行任务时均按以下操作步骤进行操作：执行温度采集器上电命令，执行设备号设置命令，如不是初次使用，可以不执行该命令，执行读GPS时间命令，执行设备时间、采样周期初始化命令，执行读设备状态命令，检验设备是否正常，执行启动温度采集命令，执行停止温度采集命令，执行读温度采集数据命令，温度采集数据删除命令，执行温度采集器断电命令，至此，温度测量及存储完成。
本发明的有益效果是，机翼表面温度测量与存储，温度记录模块能够独立对飞机机翼表面的温度进行记录、回放、分析，并且为机翼表面除冰温度控制系统提供分析数据，即将机翼表面的实际温度测量并存储起来，在地面进行软件回放，分析。
附图说明
图1是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统框图；
图2是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统传感器连接图；
图3是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统中温度记录模块结构示意图；
图4是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统中单片机控制芯片PIC16F914电路结构图；
图5是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统中铁电存储器FM25V10电路结构图；
图6是本发明一种机翼表面温度测量与存储系统中多路A/D转换芯片AD7794电路结构图。
图中，1.上盖，2.航空密封航插A，3.电池，4.电路控制板，5.下壳，6.航空密封航插B，7.模块腔体，8.温度记录模块，9.GPS基准模块天线，10.通讯授时模块，11.电脑，12.贴片三线式PT100温度热电阻传感器，13.温度传感器组。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种机翼表面温度测量与存储系统，系统结构如图1、图2所示，包括安装在飞机机翼的襟翼上的温度记录模块8，温度记录模块8与通讯授时模块10连接，通讯授时模块10还与GPS基准模块天线9连接，如图3所示，如图3所示，温度记录模块8具体结构为：包括由上盖1和下壳5构成的模块腔体7，其中，上盖负责密封该装置的内部环境，下壳负责为该装置提供载体，其余零件全部安装在下壳上，模块腔体7内部设置有电路控制板4，如图4、图5、图6所示，电路控制板4具体结构为：包括贴片单片机控制芯片PIC16F914，贴片单片机控制芯片PIC16F914还与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794的连接关系具体如下：贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚与铁电存储芯片FM25V10的5引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚与铁电存储芯片FM25V10的6引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的2引脚以及POWER DIS端与铁电存储芯片FM25V10的HOLD＿EEP引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的1管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的5引脚与多路A/D转换芯片AD7794的23管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的24管脚连接。电路控制板4由电池3供电，模块腔体7的两端部还分别设置有航空密封航插A2和航空密封航插B6，模块腔体7通过航空密封航插A2与通讯授时模块10连接，通讯授时模块10的输出端又与电脑11的上位机连接，通讯授时模块10将温度记录模块8所采集存储的现场温度传感器数据通过RS232电缆上传至电脑11上位机。温度记录模块8通过航空密封航插B6同时与5路高精度的温度传感器组13相连，每路温度传感器组13包括5片贴片三线式PT100温度热电阻传感器12。
机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，基于机翼表面温度测量与存储系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、温度记录模块8采集、记录、存储温度，具体按照以下步骤实施：
步骤(1.1)、通过电脑(11)配置采集器工作参数，设置采样率为1次/秒～2次/秒，同时采5路信号，采样时长持续4小时；
步骤(1.2)、将贴片三线式PT100温度热电阻传感器(12)采用粘接的方式固定在飞机机翼的襟翼上；
步骤(1.3)、贴片三线式PT100温度热电阻传感器(12)会根据机翼表面温度的高低变化转换为PT100热电阻传感器精密电阻值的变化，而精密电阻值的变化会由模块控制电路中的A/D转换器进行阻值R/直流电压V信号，电压信号通过屏蔽线缆传输给模块控制电路，从而完成数据采集存储过程；
步骤2、通讯授时模块10对步骤1传输过来的数据转发到电脑11上位机；
步骤3、在电脑11上通过格式转换、数据处理功能在线或者离线读取分析步骤2存储的所有温度数据，具体按照以下步骤实施：
步骤(3.1)、进入上位机系统；
步骤(3.2)、进行系统配置：在系统中设定选择安装的USB口，打开串口，进行模块的初始化操作；
步骤(3.3)、每个采集器执行任务时均按以下操作步骤进行操作：执行温度采集器上电命令，执行设备号设置命令，如不是初次使用，可以不执行该命令，执行读GPS时间命令，执行设备时间、采样周期初始化命令，执行读设备状态命令，检验设备是否正常，执行启动温度采集命令，执行停止温度采集命令，执行读温度采集数据命令，温度采集数据删除命令，执行温度采集器断电命令，至此，温度测量及存储完成。
本发明一种机翼表面温度测量与存储系统，轻巧，便于安装，可以自行供电，均匀的分布在机翼的各个地方，能够为机翼的除冰系统提供准确、可靠的实际数据。

Claims (7)

1.一种机翼表面温度测量与存储系统，其特征在于，包括安装在飞机机翼的襟翼上的温度记录模块(8)，温度记录模块(8)与通讯授时模块(10)连接，通讯授时模块(10)还与GPS基准模块天线(9)连接，所述温度记录模块(8)具体结构为：包括由上盖(1)和下壳(5)构成的模块腔体(7)，模块腔体(7)内部设置有电路控制板(4)，电路控制板(4)由电池(3)供电，模块腔体(7)的两端部还分别设置有航空密封航插A(2)和航空密封航插B(6)，模块腔体(7)通过航空密封航插A(2)与通讯授时模块(10)连接，所述通讯授时模块(10)还与电脑(11)的上位机连接，通讯授时模块(10)将温度记录模块(8)所采集存储的现场温度传感器数据通过RS232电缆上传至电脑(11)上位机。
2.根据权利要求1所述的一种机翼表面温度测量与存储系统，其特征在于，所述温度记录模块(8)通过航空密封航插B(6)同时与5路高精度的温度传感器组(13)相连，每路温度传感器组(13)包括5片贴片三线式PT100温度热电阻传感器(12)。
3.根据权利要求1所述的一种机翼表面温度测量与存储系统，其特征在于，所述电路控制板(4)具体结构为：包括贴片单片机控制芯片PIC16F914，贴片单片机控制芯片PIC16F914还与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794连接。
4.根据权利要求3所述的一种机翼表面温度测量与存储系统，其特征在于，所述贴片单片机控制芯片PIC16F914与铁电存储芯片FM25V10以及多路A/D转换芯片AD7794的连接关系具体如下：贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚与铁电存储芯片FM25V10的5引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚与铁电存储芯片FM25V10的6引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的2引脚以及POWER DIS端与铁电存储芯片FM25V10的7引脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的3引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的1管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的5引脚与多路A/D转换芯片AD7794的23管脚连接，贴片单片机控制芯片PIC16F914的4引脚还与多路A/D转换芯片AD7794的24管脚连接。
5.一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，其特征在于，基于机翼表面温度测量与存储系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、温度记录模块(8)采集、记录、存储温度；
步骤2、通讯授时模块(10)对所述步骤1传输过来的数据转发到电脑(11)上位机；
步骤3、在电脑(11)上通过格式转换、数据处理功能在线或者离线读取分析所述步骤2存储的所有温度数据。
6.根据权利要求5所述的一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤(1.1)、通过电脑(11)配置采集器工作参数，设置采样率为1次/秒～2次/秒，同时采5路信号，采样时长持续4小时；
步骤(1.2)、将贴片三线式PT100温度热电阻传感器(12)采用粘接的方式固定在飞机机翼的襟翼上；
步骤(1.3)、贴片三线式PT100温度热电阻传感器(12)会根据机翼表面温度的高低变化转换为PT100热电阻传感器精密电阻值的变化，而精密电阻值的变化会由模块控制电路中的A/D转换器进行阻值R/直流电压V信号，电压信号通过屏蔽线缆传输给模块控制电路，从而完成数据采集存储过程。
7.根据权利要求5所述的一种机翼表面温度测量与存储系统的测量存储控制方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤(3.1)、进入上位机系统；
步骤(3.2)、进行系统配置：在系统中设定选择安装的USB口，打开串口，进行模块的初始化操作；
步骤(3.3)、每个采集器执行任务时均按以下操作步骤进行操作：执行温度采集器上电命令，执行设备号设置命令，如不是初次使用，可以不执行该命令，执行读GPS时间命令，执行设备时间、采样周期初始化命令，执行读设备状态命令，检验设备是否正常，执行启动温度采集命令，执行停止温度采集命令，执行读温度采集数据命令，温度采集数据删除命令，执行温度采集器断电命令，至此，温度测量及存储完成。
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