CN112731124A - 一种航空配电盒断路器监测系统 - Google Patents

Abstract

一种航空配电盒断路器监测系统，包括受感单元、控制单元、提示单元和报警单元，受感单元包括压阻式薄膜压力传感器，控制单元包括可编程逻辑控制器U；若干压阻式薄膜压力传感器组成传感器阵列，覆盖航空配电盒上的断路器阵列，每个压阻式薄膜压力传感器覆盖配电盒上的一个断路器；由控制单元对受感单元状态进行读取，同时控制提示单元对应当被按下的断路器进行提示，在断路器状态不符合设定状态的情况下，控制报警单元提醒现场人员配电盒状态异常。通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，对断路器状态进行检测和监控。

Description

一种航空配电盒断路器监测系统

技术领域

本发明涉及监测领域，特别涉及一种航空配电盒断路器监测系统。

背景技术

目前，在飞机总装现场测试过程中，需要针对不同的测试项目对机上各个配电盒进行断路器设置从而对机上设备进行保护。然而在断路器设置过程中，需要操作人员对机上的各个配电盒中上百个断路器依次进行状态核对，工作效率低下且存在人工核对失误的风险。若少接通短路器可能会造成试验状态错误，无法顺利进行试验，又需要额外的时间进行核对，费时费力；若接通了不必要的断路器，也可能造成机上成品的损伤，带来经济损失且影响生产进度。此外，在机上成品存在故障时，可能会导致断路器的跳起，此时对于断路器的状态并无相关监控，同样只能依靠人工目视检查断路器状态，导致技术人员及操作人员在排故时时常忘记核对断路器状态，使得排故效率低下。因此，目前需要一种对航空配电盒断路器状态进行设置提醒并在工作过程中对断路器状态进行监控的手段，方便现场操作人员进行断路器状态设置，提高操作效率；同时在断路器跳起引发故障时提醒现场人员进行断路器状态检查，提高排故效率。

压阻式薄膜压力传感器是一种基于金属压力应变效应的电阻压力传感器，输出电阻随压力的增大而减小，可以通过对其电阻进行测算获得其监测的压力值，或作为开关量对外界状态进行监测，有着功耗低、稳定性好、轻薄及灵敏度高的特点，广泛应用于压力感知、人机交互、智能机器人等领域。为了对压阻式薄膜压力传感器的受感状态进行监测，传统方法是使用双臂电桥、运算放大器等电路结构，通过A/D功能模块进行读取后输入到计算机或相关数字处理器进行处理，最终得到传感器的受感值。然而在被监测点位较多（数十个）的情况下，使用传统方法会带来周边电路繁杂、可靠性低、维护性差、体积大使用不便等问题；同时需要对应的数字处理器有相当数量的I/O接口才能实现完全读取，相应的成本也会随之提高。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种航空配电盒断路器监测系统，使用压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种航空配电盒断路器监测系统，包括受感单元、控制单元、提示单元和报警单元，所述受感单元包括压阻式薄膜压力传感器，控制单元包括可编程逻辑控制器U；

将若干压阻式薄膜压力传感器组成传感器阵列，覆盖航空配电盒上的断路器阵列，每个压阻式薄膜压力传感器覆盖航空配电盒上的一个断路器，分别对每个断路器进行监测；

由可编程逻辑控制器U作为控制单元对受感单元状态进行读取，同时控制提示单元对应当被按下的断路器进行提示，在断路器状态不符合设定状态的情况下，控制报警单元提醒现场人员配电盒状态异常。

为了更好地实现本方案，进一步地，将覆盖在航空配电盒上每个断路器上的压阻式薄膜压力传感器进行行列编排，将每行的行端和每列的列端接入可编程逻辑控制器U的输入输出引脚上，通过扫描每行每列的电位，得到每个断路器的状态。

为了更好地实现本方案，进一步地，当每行的行端与可编程逻辑控制器U的A/D输入端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器U的D/A输出端相连；当每行的行端与可编程逻辑控制器的D/A输出端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器的A/D输入端相连。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述受感单元中的压阻式薄膜压力传感器底端设置在支架1上，所述支架1包括底座2和设置在底座2上的支撑架3，所述底座2上设置有适应断路器的通孔4，所述压阻式薄膜压力传感器设置在支撑架3上，所述压阻式薄膜压力传感器正对断路器。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述压阻式薄膜压力传感器上正对断路器的一面安装有缓冲块5。

使用受感单元中的压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，使得压阻式薄膜压力传感器和断路器物理连接，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，具体地说，将覆盖在航空配电盒上每个断路器上的压阻式薄膜压力传感器进行行列编排，将每行的行端和每列的列端接入可编程逻辑控制器U2的输入输出引脚上，通过扫描每行每列的电位，得到每个断路器的状态，当某一断路器的状态异常时，该断路器所在的行端和列端的电位异常，通过读取出来该行端和列端的电位异常，可以判定出该断路器的异常状态。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种航空配电盒断路器监测系统，使用压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，能够监控每个断路器的工作状态；

2.本发明所述的一种航空配电盒断路器监测系统，使用压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，适用于不同类型不同大小的航空断路器，实用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的传感器阵列覆盖在断路器上的示意图；

图2是本发明的系统连接示意图；

图3是本发明的传感器阵列和控制单元的连接示意图；

图4是本发明的控制单元检测传感器阵列流程示意图；

图5是本发明的传感器阵列和提示单元的连接示意图；

图6是本发明的受感单元的立体结构示意图；

图7是本发明的受感单元的正面平视视角示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图7对本发明作详细说明。

实施例1

一种航空配电盒断路器监测系统，如图2，包括受感单元、控制单元、提示单元和报警单元，所述受感单元包括压阻式薄膜压力传感器，控制单元包括可编程逻辑控制器U；

将若干压阻式薄膜压力传感器组成传感器阵列，覆盖航空配电盒上的断路器阵列，每个压阻式薄膜压力传感器覆盖航空配电盒上的一个断路器，分别对每个断路器进行监测；

由可编程逻辑控制器U作为控制单元对受感单元状态进行读取，同时控制提示单元对应当被按下的断路器进行提示，在断路器状态不符合设定状态的情况下，控制报警单元提醒现场人员配电盒状态异常。

工作原理：使用受感单元中的压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，使得压阻式薄膜压力传感器和断路器物理连接，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来。在压阻式薄膜压力传感器触发后，提示单元与报警单元接通在控制单元的控制下，发出报警声报警和报警光提示，如图5所示，提示单元一般采用LED阵列，报警单元一般采用有源蜂鸣器阵列，提示现场人员断路器跳起。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，进一步地，如图1、图3，将覆盖在航空配电盒上每个断路器上的压阻式薄膜压力传感器进行行列编排，将每行的行端和每列的列端接入可编程逻辑控制器U的输入输出引脚上，通过扫描每行每列的电位，得到每个断路器的状态。

进一步地，如图3所示，当每行的行端与可编程逻辑控制器U的A/D输入端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器U的D/A输出端相连；当每行的行端与可编程逻辑控制器的D/A输出端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器的A/D输入端相连。

工作原理：如图4所示，是可编程逻辑控制器U扫描每行的行端和每列的列端状态的流程示意框图，将所需监测的压阻式薄膜压力传感器在电气关系上组成阵列，每个点位的传感器的一脚与同列的相邻压阻式薄膜压力传感器相联，另一脚与同行的相邻压阻式薄膜压力传感器相联，行端与列端分别接到可编程逻辑器件的A/D输入口和D/A输出口，最终形成K列N行的传感器阵列；在监测开始时，输出口设为高电平，其中对列（行）的扫描口置低电平，随后由输入口进行扫描读取，将同行（列）的传感器状态分别进行读取；通过循环扫描实现对整个传感器阵列的状态读取，通过读取到的行列的电平确定具体的压阻式薄膜压力传感器的状态是否正确。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，进一步地，如图6、图7，所述受感单元中的压阻式薄膜压力传感器底端设置在支架1上，所述支架1包括底座2和设置在底座2上的支撑架3，所述底座2上设置有适应断路器的通孔4，所述压阻式薄膜压力传感器设置在支撑架3上，所述压阻式薄膜压力传感器正对断路器。如图6，所述压阻式薄膜压力传感器上正对断路器的一面安装有缓冲块5。

工作原理使用受感单元中的压阻式薄膜压力传感器覆盖每个断路器，使得压阻式薄膜压力传感器和断路器物理连接，通过压阻式薄膜压力传感器监控断路器的状态，并且通过控制单元对压力传感器状态进行监控，并将监控结构通过提示单元和报警单元反馈出来，具体地说，将覆盖在航空配电盒上每个断路器上的压阻式薄膜压力传感器进行行列编排，将每行的行端和每列的列端接入可编程逻辑控制器U2的输入输出引脚上，通过扫描每行每列的电位，得到每个断路器的状态，当某一断路器的状态异常时，该断路器所在的行端和列端的电位异常，通过读取出来该行端和列端的电位异常，可以判定出该断路器的异常状态。

工作原理：根据实际的断路器，设计了支架1用以放置压阻式薄膜压力传感器；使用压阻式薄膜压力传感器作为受感单元，在断路器跳起时对压阻式薄膜压力传感器施加压力，使压阻式薄膜压力传感器检测到断路器已经跳起；在压力传感器表面粘贴缓冲块5，缓冲块5一般使用海绵块或其他常用缓冲垫，避免断路器与压阻式薄膜压力传感器直接相撞损伤断路器或压阻式薄膜压力传感器。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种航空配电盒断路器监测系统，包括受感单元、控制单元、提示单元和报警单元，其特征在于：所述受感单元包括压阻式薄膜压力传感器，控制单元包括可编程逻辑控制器U；

将若干压阻式薄膜压力传感器组成传感器阵列，覆盖航空配电盒上的断路器阵列，每个压阻式薄膜压力传感器覆盖航空配电盒上的一个断路器，分别对每个断路器进行监测；

由可编程逻辑控制器U作为控制单元对受感单元状态进行读取，同时控制提示单元对应当被按下的断路器进行提示，在断路器状态不符合设定状态的情况下，控制报警单元提醒现场人员配电盒状态异常。

2.根据权利要求1所述的一种航空配电盒断路器监测系统，其特征在于：将覆盖在航空配电盒上每个断路器上的压阻式薄膜压力传感器进行行列编排，将每行的行端和每列的列端接入可编程逻辑控制器U的输入输出引脚上，通过扫描每行每列的电位，得到每个断路器的状态。

3.根据权利要求2所述的一种航空配电盒断路器监测系统，其特征在于：当每行的行端与可编程逻辑控制器U的A/D输入端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器U的D/A输出端相连；当每行的行端与可编程逻辑控制器的D/A输出端相连时，每列的列端与可编程逻辑控制器的A/D输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种航空配电盒断路器监测系统，其特征在于：所述受感单元中的压阻式薄膜压力传感器底端设置在支架（1）上，所述支架（1）包括底座（2）和设置在底座（2）上的支撑架（3），所述底座（2）上设置有适应断路器的通孔（4），所述压阻式薄膜压力传感器设置在支撑架（3）上，所述压阻式薄膜压力传感器正对断路器。

5.根据权利要求4所述的一种航空配电盒断路器监测系统，其特征在于：所述压阻式薄膜压力传感器上正对断路器的一面安装有缓冲块（5）。

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