CN110988589A - 飞机发动机线缆间歇性故障检测仪及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪及其检测方法，该检测仪包括：机箱，其上设有电源接口、检测用接口和显示设备；控制模块，其设在机箱内，辅助和实现检测功能；检测探头附件，其一端连接在机箱上，另一端提供检测连接，配合控制模块实现飞机发动机线缆间歇故障检测功能。该检测仪有利于对飞机发动机的各类型线缆间歇故障进行准确探测，排除发动机安全隐患。

Description

飞机发动机线缆间歇性故障检测仪及其检测方法

技术领域

本发明属于飞机发动机线缆故障检测领域技术领域，主要涉及一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪及其检测方法。

背景技术

飞机发动机线缆是发动机电子电气系统的连接通道，由线缆、屏蔽层和电连接器组成，线缆通过电连接器连接分离面两端并固定在发动机机匣上。发动机运行时的剧烈振颤容易导致飞机发动机线缆电连接器线芯压接点松动、线缆局部断股等故障。这类故障在发动机运行时故障特征较突出，静态时故障信息不明确，呈现明显的间歇特性。

由于发动机线缆故障的强间歇特性，目前针对国内外各型号飞机发动机的线缆间歇故障检测设备尚属空白。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了飞机发动机线缆间歇故障检测仪及其检测方法，该检测仪有利于对飞机发动机的各类型线缆间歇故障进行准确探测，排除发动机安全隐患。

为了实现以上发明目的，一方面，本发明提出了一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪，该检测仪包括：

机箱，其上设有电源接口、检测用接口和显示设备；

控制模块，其设在机箱内，辅助和实现检测功能；

检测探头附件，其一端连接在机箱上，另一端提供检测连接，配合控制模块实现飞机发动机线缆间歇故障检测功能。

在一种实施方案中，该检测仪包括显示器，所述显示器设在机箱上，用于显示检测的状态和/或参数；所述机箱位于显示器同一面上设有检测按键和开关。

在一种实施方案中，所述机箱的一侧面上设有多个散热孔，所述机箱在不同于散热孔的侧面上设有检测探头接口、外接电源接口和USB转接口。

在一种实施方案中，所述控制模块包括：

信号处理模块，其实现检测仪的检测信号生成、故障信号提取和相关信号处理；

控制运算模块，其与信号处理模块配合，用于实现检测仪的硬件自检、间歇故障甄别和故障诊断定位；和

电源管理模块，其用于协调检测仪使用内部电池供电还是外接电源供电并提给显示器、控制运算模块和信号处理模块供电。

在一种实施方案中，在所述检测信号生成中，信号处理模块实现发动机线缆故障检测用扩展频谱时域信号，检测信号幅值DC50V，电流1A，频带20MHZ。

在一种实施方案中，控制运算模块中的间歇故障甄别电路实现相关信号计算，采用广义S变换滤波处理和时域、频域特征阈值计算；故障诊断定位根据线缆故障相关处理信号特征阈值计算故障点位置。

在一种实施方案中，所述检测仪进行线缆故障诊断时能够探测发动机线缆阻抗变化率0.5±10％的间歇故障；计算精度为：

待测发动机线缆长度0-2m，故障定位绝对误差小于0.15m，定位相对误差小于7.5％；

待测发动机线缆长度3-5m，故障定位绝对误差小于0.25m，定位相对误差小于5％；

待测发动机线缆长度5-10m，故障定位绝对误差小于0.3m，定位相对误差小于3％。

在一种实施方案中，所述检测探头附件包括：

SMA接头；

连接线，其一端连接SMA接头；

干扰屏蔽部件，其连接在连接线的另一端；和

两个探头，其通过两根副连接线连接到干扰屏蔽部件上。

在一种实施方案中，所述两个探头中的一个采用线缆线芯夹持器探头，另一个采用屏蔽层接触片探头。

另一方面，本发明还提出了一种发动机线缆间歇故障检测方法，该方法采用如前述的检测仪，并包括以下步骤：

通过外接电源接口连接电源适配器，按下电源开关，控制运算模块开始系统硬件自检测，等待5秒左右，系统硬件自检完成，显示器显示系统启动；

卸掉发动机线缆所有负载，保证发动机线缆无负载；

将检测探头中的线缆线芯夹持器探头连接待检测线缆线芯，并将屏蔽层接触片探头连接待检测线缆的屏蔽层，保持稳定不移动；

按下机箱面板检测按键，飞机发动机线缆间歇故障检测仪开始对待测发动机线缆间歇故障进行排查，排查过程结束后，检测仪的显示器显示检测结果；如果待测发动机线缆无间歇故障，显示器显示“无故障”；如果待测发动机线缆存在间歇故障，显示器显示“存在故障隐患”和故障位置。

采用本发明的飞机发动机线缆间歇故障检测仪进行检测具有以下有益效果：

采用飞机发动机线缆间歇故障检测仪进行线缆故障诊断，可以及时探测飞机发动机各类型线缆间歇故障，便于及时维护。如果待测飞机发动机线缆发生间歇性故障，本发明可以精确探测故障点和定位故障位置。具体精度为：

1)能够探测发动机线缆阻抗变化率0.5±10％的间歇故障；

2)待测发动机线缆长度0-2m，故障定位绝对误差小于0.15m，定位相对误差小于7.5％；

3)待测发动机线缆长度3-5m，故障定位绝对误差小于0.25m，定位相对误差小于5％；

4)待测发动机线缆长度5-10m，故障定位绝对误差小于0.3m，定位相对误差小于3％。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示是本发明的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的其中一种实施例的结构示意图。

图2所示是图1的检测探头附件的结构示意图。

图3所示是图1的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的内部检测原理示意图。

图4所示是图1的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的设置结构框图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

发明人在发明过程中注意到，发动机运行时的剧烈振颤容易导致飞机发动机线缆电连接器线芯压接点松动、线缆局部断股等故障。这类故障在发动机运行时故障特征较突出，静态时故障信息不明确，呈现明显的间歇特性。由于发动机线缆故障的强间歇特性，目前针对国内外各型号飞机发动机的线缆间歇故障检测设备尚属空白。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪及其检测方法，下面进行详细说明。

图1所示是本发明的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的其中一种实施例的结构示意图。图2所示是图1的检测探头附件的结构示意图。图3所示是图1的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的内部检测原理示意图。图4所示是图1的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的设置结构框图。

如图1示出了本发明的飞机发动机线缆间歇故障检测仪的其中一种实施例。在该实施例中，该检测仪主要包括：机箱12、控制模块和检测探头附件6。其中，机箱12上设有电源接口、检测用接口和显示设备。控制模块设在机箱12内，辅助和实现检测功能。检测探头附件6的一端连接在机箱12上，另一端提供检测连接。检测探头附件6配合控制模块实现飞机发动机线缆间歇故障检测功能。

在一个实施例中，如图1所示，该检测仪包括显示器1。显示器1设在机箱12上，用于显示检测的状态和/或参数。机箱12位于显示器1的同一面(图1中为上面)上设有检测按键10和开关11。在一个优选的实施例中，显示器1采用7寸工业平板。

在一个实施例中，如图1所示，机箱12的一侧面(图1中为正对的纸面上，实际使用中为机箱12的背面)上设有多个散热孔4。机箱12在不同于散热孔4的侧面(图1中为使用时的左侧面)上设有检测探头接口7、外接电源接口8和USB转接口9。

在一个实施例中，如图1所示，控制模块主要包括信号处理模块5、控制运算模块3和电源管理模块2。其中，信号处理模块5实现检测仪的检测信号生成、故障信号提取和相关信号处理。控制运算模块3与信号处理模块5配合，用于实现检测仪的硬件自检、间歇故障甄别和故障诊断定位。电源管理模块2用于协调检测仪使用内部电池供电还是外接电源供电并提给显示器1、控制运算模块3和信号处理模块5供电。在一个优选的实施例中，电源管理模块2提供DC12V给显示器1、控制运算模块3和信号处理模块5。控制运算模块3与显示器1通过以太网连接。

在一个实施例中，在检测信号生成中，信号处理模块实现发动机线缆故障检测用扩展频谱时域信号。为了明确发动机线缆间歇故障处阻抗特征，检测信号幅值DC50V，电流1A，频带20MHZ。

在一个优选的实施例中，故障信号提取采用光耦隔离芯片PC817与200M的采样电路构成。

在一个实施例中，控制运算模块中的间歇故障甄别电路实现相关信号计算，采用广义S变换滤波处理和时域、频域特征阈值计算。

在一个优选的实施例中，间歇故障甄别电路实现相关信号计算，采用广义S变换滤波处理，时域、频域特征阈值计算，间歇故障特征方法统计处理以便甄别间歇故障。故障诊断定位根据线缆故障相关处理信号特征阈值计算故障点位置。

在一个实施例中，本发明的控制运算模块3和信号处理模块5的功能主要包括：共同配合实现该设备的硬件自检、检测信号生成、故障信号提取、相关信号处理、间歇故障甄别和故障诊断定位。

在一个实施例中，检测仪进行线缆故障诊断时能够探测发动机线缆阻抗变化率0.5±10％的间歇故障；计算精度为：

待测发动机线缆长度0-2m，故障定位绝对误差小于0.15m，定位相对误差小于7.5％；

待测发动机线缆长度3-5m，故障定位绝对误差小于0.25m，定位相对误差小于5％；

待测发动机线缆长度5-10m，故障定位绝对误差小于0.3m，定位相对误差小于3％。

在一个实施例中，如图2所示，检测探头附件主要包括SMA接头6.5、连接线6.4、干扰屏蔽部件6.3和两个探头6.1、6.2。其中，连接线6.4的一端连接SMA接头6.5，另一端连接干扰屏蔽部件6.3。两个探头6.1和6.2通过两根副连接线连接到干扰屏蔽部件6.3上。检测探头的SMA接头6.5与机箱外侧的检测探头接口7连接。

在一个实施例中，如图2所示，两个探头6.1、6.2中的一个采用线缆线芯夹持器探头，另一个采用屏蔽层接触片探头。

本发明还公开了一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪的使用方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：通过外接电源接口8连接电源适配器，按下电源开关，控制运算模块3开始系统硬件自检测，等待5秒左右，系统硬件自检完成，显示器显示系统启动；

步骤二：卸掉发动机线缆所有负载，保证发动机线缆无负载；

步骤三：将检测探头6的线缆线芯夹持器6.1连接待检测线缆线芯，并将屏蔽层接触器6.2连接待检测线缆的屏蔽层，保持稳定，不要移动。

步骤四：按下机箱面板检测按键，飞机发动机线缆间歇故障检测仪开始对待测发动机线缆间歇故障进行排查，排查过程结束后，检测仪显示器显示检测结果；如果待测发动机线缆无间歇故障，显示器显示“无故障”；如果待测发动机线缆存在间歇故障，显示器显示“存在故障隐患”和故障位置。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞机发动机线缆间歇故障检测仪，其特征在于，该检测仪包括：

机箱，其上设有电源接口、检测用接口和显示设备；

控制模块，其设在机箱内，辅助和实现检测功能；

检测探头附件，其一端连接在机箱上，另一端提供检测连接，配合控制模块实现飞机发动机线缆间歇故障检测功能。

2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，该检测仪包括显示器，所述显示器设在机箱上，用于显示检测的状态和/或参数；所述机箱位于显示器同一面上设有检测按键和开关。

3.根据权利要求2所述的检测仪，其特征在于，所述机箱的一侧面上设有多个散热孔，所述机箱在不同于散热孔的侧面上设有检测探头接口、外接电源接口和USB转接口。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测仪，其特征在于，所述控制模块包括：

信号处理模块，其实现检测仪的检测信号生成、故障信号提取和相关信号处理；

控制运算模块，其与信号处理模块配合，用于实现检测仪的硬件自检、间歇故障甄别和故障诊断定位；和

电源管理模块，其用于协调检测仪使用内部电池供电还是外接电源供电并提给显示器、控制运算模块和信号处理模块供电。

5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，在所述检测信号生成中，信号处理模块实现发动机线缆故障检测用扩展频谱时域信号，检测信号幅值DC50V，电流1A，频带20MHZ。

6.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，控制运算模块中的间歇故障甄别电路实现相关信号计算，采用广义S变换滤波处理和时域、频域特征阈值计算；故障诊断定位根据线缆故障相关处理信号特征阈值计算故障点位置。

7.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述检测仪进行线缆故障诊断时能够探测发动机线缆阻抗变化率0.5±10％的间歇故障；计算精度为：

待测发动机线缆长度0-2m，故障定位绝对误差小于0.15m，定位相对误差小于7.5％；

待测发动机线缆长度3-5m，故障定位绝对误差小于0.25m，定位相对误差小于5％；

待测发动机线缆长度5-10m，故障定位绝对误差小于0.3m，定位相对误差小于3％。

8.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述检测探头附件包括：

SMA接头；

连接线，其一端连接SMA接头；

干扰屏蔽部件，其连接在连接线的另一端；和

两个探头，其通过两根副连接线连接到干扰屏蔽部件上。

9.根据权利要求8所述的检测仪，其特征在于，所述两个探头中的一个采用线缆线芯夹持器探头，另一个采用屏蔽层接触片探头。

10.一种发动机线缆间歇故障检测方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1至9中任一项所述的检测仪，并包括以下步骤：

通过外接电源接口连接电源适配器，按下电源开关，控制运算模块开始系统硬件自检测，等待5秒左右，系统硬件自检完成，显示器显示系统启动；

卸掉发动机线缆所有负载，保证发动机线缆无负载；

将检测探头中的线缆线芯夹持器探头连接待检测线缆线芯，并将屏蔽层接触片探头连接待检测线缆的屏蔽层，保持稳定不移动；

按下机箱面板检测按键，飞机发动机线缆间歇故障检测仪开始对待测发动机线缆间歇故障进行排查，排查过程结束后，检测仪的显示器显示检测结果；如果待测发动机线缆无间歇故障，显示器显示“无故障”；如果待测发动机线缆存在间歇故障，显示器显示“存在故障隐患”和故障位置。

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