CN109813359B - 一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法，所述航空流量控制活门包括霍尔传感单元和力矩马达；所述试验器包括控制模块、与控制模块相连的放大模块、检测模块和显示模块以及连接航空流量控制活门和试验器的连接模块，各模块协同作用，用于检测航空力量控制活门的霍尔传感单元和力矩马达是否故障。优点是：试验器能够准确检测霍尔传感单元与力矩马达是否故障，能够对处于工作状态时的航空流量控制活门的工作状态的数据进行采集，实现智能化，数字化监控，并实现在线故障诊断和故障预报。

Description

一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法

技术领域

本发明涉及航空流量活门领域，尤其涉及一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法。

背景技术

在飞机运行的过程中，从飞机内舱到外部机翼，所用到活门的气动系统中，都是靠活门内部的活门板的开合程度进行相应的调节，因此或门板的开合状态对飞机的实际运行状况有着至关重要的调节作用。1806系列流量控制活门在装机工作中，通过控制力矩马达的开合角度来对气体流量进行控制，并利用霍尔传感单元对其开合角度进行监测，所以在维修1806系列的流量控制活门时，对力矩马达和霍尔传感单元的性能测试及其重要。根据维修项目手册人的要求，需要对力矩马达和霍尔传感单元进行一系列的功能测试，在测试过程中，要求对力矩马达输入持续增大的电流，且电流精度小于±0.1mA，目前国内还没有能够达到相关测试要求的设备，市面上所出售的可编程电源的精度或量程无法满足，国外有高性能的可编程电源，但是价格十分昂贵，且购买后还需要进行一系列的改装在能够满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于航空流量控制活门的试验器，所述航空流量控制活门包括霍尔传感单元和力矩马达；所述试验器包括：

控制模块，用于采集所述霍尔传感单元的输出电压值，并进行分析处理、判定所述霍尔传感单元是否故障；和用于为所述力矩马达输入持续增大或减小的电流值，以令所述力矩马达转动一定的角度值、并采集经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值。

放大模块，与控制模块相连，用于放大控制模块为力矩马达输入的电流值；

显示模块，与所述控制模块相连，用于显示经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值；

连接模块，用于将所述航空流量控制活门连接到所述控制模块。

优选的，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器包括输入单元和输出单元，所述输入单元用于采集所述霍尔传感单元的输出电压值、并将所述霍尔传感单元的输出电压值传输给所述第二控制器，所述第二控制器中预设有理论输出电压值，所述第二控制器对比所述霍尔传感单元的输出电压值与理论输出电压值是否相等，进而判断所述霍尔传感单元是否故障。

优选的，所述输出单元用于为所述力矩马达输入持续增大或减小的电流值，以令所述力矩马达转动一定的角度值；所述输入单元采集所述镜放大模块放大后的输出单元为所述力矩马达输入的电流值、以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值，并将经放大模块放大后的输出单元为力矩马达输入的电流值和在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值传输给所述第二控制器，所述第二控制器控制显示模块显示经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值。

优选的，所述放大模块包括隔离器，当所述试验器和/或航空流量控制活门出现故障时，所述隔离器用于阻断所述放大模块的输出，并用于阻断航空流量控制活门与试验器之间的电流传输。

优选的，所述输入单元包括角度传感器和电流表，所述角度传感器用于检测所述力矩马达转动的当前角度值，所述电流表用于检测经放大模块放大后的所述控制模块为力矩马达输入的电流值。

优选的，所述试验器还包括试验器壳体，以及设置在所述试验器壳体上的第一测试区域和第二测试区域，所述第一测试区域用于对所述霍尔传感单元进行测试，并显示所述霍尔传感单元是否故障；所述第二测试区域用于对所述力矩马达进行测试，并由检测人员根据所述显示模块的显示信息判断所述力矩马达是否故障。

优选的，所述霍尔传感单元包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一测试区域设置有第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯和所述第二指示灯均与所述第二控制器相连，所述第二控制器中预设有第一理论输出电压值和第二理论输出电压值，所述第二控制器判断所述第一霍尔传感器的输出电压值是否等于所述第一理论输出电压值，并根据判断结果控制所述第一指示灯的亮灭；所述第二控制器判断所述第二霍尔传感器的输出电压值是否等于所述第二理论输出电压值，并根据判断结果控制所述第二指示灯的亮灭；所述第一测试区域还包括第一启停开关，当测试所述霍尔传感单元时，打开所述第一启停开关。

优选的，经所述放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供的不同的电流值，对应力矩马达转动不同的理论角度值；检测人员通过对比在经放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供一定的电流值时，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，进而判断力矩马达是否故障。

优选的，所述第二测试区域设置有第二启停开关、暂停开关和初始化开关；当测试所述力矩马达时，打开所述第二启停开关；在测试过程中通过操作所述暂停开关，控制所述力矩马达的输出电流是否变化；在测试过程中通过操作所述初始化开关，中断当前检测，并重新开始测试。

本发明的目的还在于提供一种用于上述任一所述的试验器的控制方法，包括如下步骤：

将所述航空流量控制活门连接到所述试验器的所述连接模块；

打开所述第一启停开关，观察所述第一指示灯和所述第二指示灯，若所述第一指示灯熄灭，所述第一霍尔传感器故障，否则所述第一霍尔传感器正常，若所述第二指示灯熄灭，所述第二霍尔传感器故障，否则所述第二霍尔传感器正常；或者，打开所述第二启停开关，检测人员观察所述显示屏上显示的力矩马达转动的当前角度值，以及经放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供的电流值，对比在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，若相等，则判定所述力矩马达正常，否则，判定所述力矩马达故障。

本发明的有益效果是：1、能够满足1806系列的流量控制活门的性能测试使用要求，实现对航空流量控制活门的检测，发现航空流量控制活门工作过程中出现的问题。2、能够检测维修后的航空流量控制活门是否维修合格，进行定量的检测和质量评价。3、能够对处于工作状态时的航空流量控制活门的工作状态的数据进行采集，实现智能化，数字化监控，并实现在线故障诊断和故障预报。

附图说明

图1是本发明实施例中试验器的结构示意图；

图2是本发明实施例中试验器的控制流程图。

图中：1、试验器壳体；2、第一测试区域；21、第一启停开关；22、第一指示灯、23、第二指示灯；3、第二测试区域；31、第二启停开关；32、暂停开关；33、初始化开关；4、显示模块；5、连接模块；6、航空流量控制活门；7、连接线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种用于航空流量控制活门的试验器，所述航空流量控制活门6包括霍尔传感单元和力矩马达，所述试验器包括试验器壳体1，设置在试验器壳体1内部的控制模块、放大模块以及设置在试验器壳体1外表面上的显示模块4和连接模块5，所述控制模块，用于采集所述霍尔传感单元的输出电压值，并进行分析处理、判定所述霍尔传感单元是否故障；用于为所述力矩马达输入持续增大或减小的电流值，以令所述力矩马达转动一定的角度值、并采集经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值；放大模块，与控制模块相连，用于对控制模块为力矩马达输入的电流值进行放大；所述显示模块4，与控制模块相连，用于显示经放大模块放大后的控制模块为力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值；所述连接模块5，用于将航空流量控制活门6连接到控制模块；连接模块5为与航空流量控制活门6相匹配的接头或者是接孔，用于连接航空流量控制活门6和控制模块。

下面对各个不要部分详细介绍：

(1)试验器壳体1

本实施例中，所述试验器壳体1成长方体型，所述控制模块、放大模块、检测模块均设置在试验器壳体1内部，避免灰尘和水的侵蚀，影响试验器的检测效果，所述显示模块4和连接模块5设置在试验器壳体1的外表面上，令操作人员能够轻易的找到连接模块5，将航空流量控制活门6连接到试验器上；同时在测试过程中，能够让操作人员明显的观察到显示屏上显示的信息，便于操作人员判断航空流量控制活门6是否故障。

(2)控制模块

本实施例中，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器为西门子PLC-EM235，所述第二控制器为西门子S7-200-CPU224，所述第一控制器包括输入单元和输出单元，当试验器在检测霍尔传感单元时，第一控制器的输入单元采集霍尔传感单元的输出电压值、并将霍尔传感单元的输出电压值传输给第二控制器，所述第二控制器内预设有PLC控制程序，PLC控制程序中预设有霍尔传感单元的理论输出电压值，第二控制器将对霍尔传感单元的输出电压值进行分析处理、并判断霍尔传感单元的电压值是否等于的理论输出电压值，进而确定霍尔传感单元是否故障。

本实施例中，当试验器在检测力矩马达时，输出单元为力矩马达输入持续增大或减小的电流值，所述输入单元用于采集经放大模块放大后的输出单元为力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下力矩马达转动的当前角度值，并将输出单元为力矩马达输入的电流值和在该电流值下力矩马达转动的当前角度值传输给第二控制器，所述第二控制器内预设有完整的PLC程序，在此过程中，放大模块将输出单元为力矩马达输入的电流值进行放大，第二控制模块控制显示模块4显示经放大模块放大后的输出单元为力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下力矩马达转动的当前角度值。

本实施例中，所述输入单元包括电流表和角度传感器，所述电流表用于检测经放大模块进行放大后的控制模块为力矩马达输入的电流值，所述角度传感器用于检测力矩马达转动的角度值，在测试力矩马达的过程中，检测人员观察显示模块4上显示的经放大模块放大后的控制模块为力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下力矩马达转动的当前角度值与在该电流值下力矩马达转动的理论角度值是否相等，若相等，则判断力矩马达正常，否则，判定力矩马达故障。

(3)放大模块

本实施例中，所述放大模块包括隔离器，当所述试验器和/或航空流量控制活门出现故障时，所述隔离器用于阻断所述放大模块的输出，并用于阻断航空流量控制活门与试验器之间的电流传输。

(4)显示模块4

所述显示模块4为显示屏，显示屏上显示经放大模块放大后的控制模块为力矩马达输入的电流值，并显示在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值。

(5)连接模块5

所述连接模块5设置在试验器壳体1外表面，连接模块5的两端分别与连接线7和控制模块相连，所述连接线7的两端分别与连接模块5和航空流量控制活门6相连。

(6)第一测试区域和第二测试区域

本实施例中，所述试验器壳体1上设置有第一测试区域2和第二测试区域3，所述第一测试区域2、第二测试区域3与显示模块4并列设置在试验器壳体1外表面的同一侧，所述第一测试区域2用于在线对航空流量控制活门的霍尔传感单元进行测试，判断霍尔传感单元的故障与否；所述第二测试区域3用于对力矩马达进行测试，并由检测人员根据显示模块4显示的信息判断力矩马达是否故障。

本实施例中，所述霍尔传感单元包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一测试区域2设置有第一指示灯22和第二指示灯23，第一指示灯22和第二指示灯23都由第二控制器进行控制，第二控制器根据第一控制器的输入单元采集的第一霍尔传感器的输出电压值，并将其与第一理论输出电压值对比，当两者相等，则第一指示灯22处于亮的状态，表示第一霍尔传感器正常，无故障存在；若第一指示灯22熄灭，则表示第一霍尔传感器的输出电压值不等于第一理论输出电压值，第一霍尔传感器故障，需要进行检修。第二控制器根据第一控制器的输入单元采集的第二霍尔传感器的输出电压值，并将其与第二理论输出电压值对比，当两者相等，则第二指示灯23处于亮的状态，表示第二霍尔传感器正常，无故障存在；若第二指示灯23熄灭，则表示第二霍尔传感器的输出电压值不等于第二理论输出电压值，第二霍尔传感器故障，需要进行检修。

本实施例中，所述第一理论输出电压值和第二理论输出电压值预设在第二控制器中，第二控制器中设置有完整的PLC控制程序，能够自行判断，并根据判断结果控制第一指示灯22和第二指示灯23的亮灭，以提示检测人员第一霍尔传感器和/或第二霍尔传感器是否出现故障。

本实施例中，所述第二测试区域3可用于在线检测航空流量控制活门的力矩马达是否故障，所述第二测试区域3包括第二启停开关31、暂停开关32和初始化开关33；当测试力矩马达时，打开第二启停开关31，即可进行测试；在测试过程中，可以对暂停开关32进行操作，当暂停开关32打开时，控制模块为力矩马达输入的电流将保持在一个电流值不变，当暂停开关32关闭时，控制模块为力矩马达输入的电流具有一定的增长或减小速度。检测过程中，通过操作初始化开关33，随时中断力矩马达的检测，并重新开始检测。

本实施例中，所述第一测试区域2还设置有万用表插口，所述插口用于连接万用表，检测人员还可以通过使用万用表检测霍尔传感单元的输出电压值与理论输出电压值是否相等，进而判断霍尔传感单元是否故障。

如图2所示，本发明还提供了一种用于航空流量控制活门的试验器的控制方法，包括如下步骤：S1、将所述航空流量控制活门6连接到所述试验器的所述连接模块5；S2、打开所述第一启停开关21，观察所述第一指示灯22和所述第二指示灯23，若所述第一指示灯22熄灭，所述第一霍尔传感器故障，否则所述第一霍尔传感器正常，若所述第二指示灯23熄灭，所述第二霍尔传感器故障，否则所述第二霍尔传感器正常；或者，打开所述第二启停开关31，检测人员观察所述显示屏上显示的力矩马达转动的当前角度值，以及经放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供的电流值，对比在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，若相等，则判定所述力矩马达正常，否则，判定所述力矩马达故障。

本实施例中，当检测人员对航空流量控制活门6进行检测时，首先将航空流量控制活门6连接到试验器的连接模块5上，并确保两者之间的连接完好。之后根据需要检测的对象选择打开相应测试区域的启停开关；当检测人员选择测试霍尔传感单元时，测试人员手动打开第一测试区域2的第一启停开关21，试验器会自行检测霍尔传感单元的故障与否，当第一指示灯22熄灭，则表示第一霍尔传感器故障，第一指示灯22亮，表示第一霍尔传感器正常；或者，当第二指示灯23熄灭，则表示第二霍尔传感器故障，第二指示灯23亮，表示第二霍尔传感器正常。打开第二启停开关31，检测人员根据显示模块4上显示的经放大模块放大后的控制模块的输出电流值以及在该电流值下力矩马达转动的当前角度值，并对比在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，若相等，则检测人员可以判定力矩马达正常，否则，检测人员可以判定力矩马达故障。

本实施例中，所述试验器上还可以增设调整模块，所述调整模块包括温度调整模块、压力调整模块等，对第二控制器的PLC程序进行再次编程，将温度、压力等影响条件也考虑进去，在进行霍尔传感单元和力矩马达的测试的时候能够使结果更加的准确。

本实施例中，所述试验器内部的各模块之间的连接电路上均设置了限流单元，所述限流单元对电路中的电流进行限制，避免因操作人员操作不当造成试验器各模块的损坏。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明提供了一种用于航空流量控制活门的试验器及其控制方法，试验器能够满足1806系列的流量控制活门的性能测试使用要求，实现对航空流量控制活门的检测，发现航空流量控制活门工作过程中出现的问题，试验器中的程序能够自行对霍尔传感单元进行检测，检测人员只需要观察指示灯的亮灭，进而判断霍尔传感单元是否故障，非常的方便简单；显示模块的设置，能够使检修人员非常直观的获取角度值和经放大模块放大后的控制模块为力矩马达输入的电流值，便于检测人员判断力矩马达是否故障；所述试验器能够实现在线的对航空流量控制模块进行检测，实现智能化，数字化监控，并实现在线故障诊断和故障预报。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于航空流量控制活门的试验器，所述航空流量控制活门包括霍尔传感单元和力矩马达；其特征在于，所述试验器包括：

控制模块，用于采集所述霍尔传感单元的输出电压值，并进行分析处理、判定所述霍尔传感单元是否故障；和用于为所述力矩马达输入持续增大或减小的电流值，以令所述力矩马达转动一定的角度值、并采集经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值；

放大模块，与控制模块相连，用于放大控制模块为力矩马达输入的电流值；

显示模块，与所述控制模块相连，用于显示经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值；

连接模块，用于将所述航空流量控制活门连接到所述控制模块；

所述试验器还包括试验器壳体，以及设置在所述试验器壳体上的第一测试区域和第二测试区域，所述第一测试区域用于对所述霍尔传感单元进行测试，并显示所述霍尔传感单元是否故障；所述第二测试区域用于对所述力矩马达进行测试，并由检测人员根据所述显示模块的显示信息判断所述力矩马达是否故障；

所述控制模块包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器包括输入单元和输出单元，所述输入单元用于采集所述霍尔传感单元的输出电压值、并将所述霍尔传感单元的输出电压值传输给所述第二控制器，所述第二控制器中预设有理论输出电压值，所述第二控制器对比所述霍尔传感单元的输出电压值与理论输出电压值是否相等，进而判断所述霍尔传感单元是否故障；

所述霍尔传感单元包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一测试区域设置有第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯和所述第二指示灯均与所述第二控制器相连，所述第二控制器中预设有第一理论输出电压值和第二理论输出电压值，所述第二控制器判断所述第一霍尔传感器的输出电压值是否等于所述第一理论输出电压值，并根据判断结果控制所述第一指示灯的亮灭；所述第二控制器判断所述第二霍尔传感器的输出电压值是否等于所述第二理论输出电压值，并根据判断结果控制所述第二指示灯的亮灭；所述第一测试区域还包括第一启停开关，当测试所述霍尔传感单元时，打开所述第一启停开关；

所述第二测试区域设置有第二启停开关、暂停开关和初始化开关；当测试所述力矩马达时，打开所述第二启停开关；在测试过程中通过操作所述暂停开关，控制所述力矩马达的输出电流是否变化；在测试过程中通过操作所述初始化开关，中断当前检测，并重新开始测试。

2.根据权利要求1所述的用于航空流量控制活门的试验器，其特征在于：所述输出单元用于为所述力矩马达输入持续增大或减小的电流值，以令所述力矩马达转动一定的角度值；所述输入单元采集经所述放大模块放大后的输出单元为所述力矩马达输入的电流值、以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值，并将经放大模块放大后的输出单元为力矩马达输入的电流值和在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值传输给所述第二控制器，所述第二控制器控制显示模块显示经放大模块放大后的所述控制模块为所述力矩马达输入的电流值，以及在该电流值下所述力矩马达转动的当前角度值。

3.根据权利要求1所述的用于航空流量控制活门的试验器，其特征在于：所述放大模块包括隔离器，当所述试验器和/或航空流量控制活门出现故障时，所述隔离器用于阻断所述放大模块的输出，并用于阻断航空流量控制活门与试验器之间的电流传输。

4.根据权利要求1所述的用于航空流量控制活门的试验器，其特征在于：所述输入单元包括角度传感器和电流表，所述角度传感器用于检测所述力矩马达转动的当前角度值，所述电流表用于检测经放大模块放大后的所述控制模块为力矩马达输入的电流值。

5.根据权利要求1所述的用于航空流量控制活门的试验器，其特征在于：经所述放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供的不同的电流值，对应力矩马达转动不同的理论角度值；检测人员通过对比在经放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供一定的电流值时，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，进而判断力矩马达是否故障。

6.一种用于上述权利要求1至5任一所述的试验器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述航空流量控制活门连接到所述试验器的所述连接模块；

打开所述第一启停开关，观察所述第一指示灯和所述第二指示灯，若所述第一指示灯熄灭，所述第一霍尔传感器故障，否则所述第一霍尔传感器正常，若所述第二指示灯熄灭，所述第二霍尔传感器故障，否则所述第二霍尔传感器正常；或者，打开所述第二启停开关，检测人员观察所述显示屏上显示的力矩马达转动的当前角度值，以及经放大模块放大后的控制模块为力矩马达提供的电流值，对比在该电流值下，力矩马达转动的当前角度值与理论角度值是否相等，若相等，则判定所述力矩马达正常，否则，判定所述力矩马达故障。

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