CN113192284A - 一种特种飞机火警控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种特种飞机火警控制方法，所述方法包括：连续采集特种飞机上的火警信号；根据所述火警信号，获得所述火警信号的变化趋势；根据火警传感器自身的着火温度特性曲线，以及所述火警信号的变化趋势，计算拟合程度；根据所述拟合程度，判断所述变化趋势是否符合着火趋势。

Description

一种特种飞机火警控制方法

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种特种飞机火警控制方法。

背景技术

火警控制装置在特种飞机灭火系统中主要用于接收火警传感器发出的火情信号和实现报警逻辑，其内部多采用运算放大器、三极管和继电器等模拟器件，当外部输入达到预先设定的报警门限和温升速率时，火警控制装置就会发出报警信号，同时驱动飞机灭火装置进行灭火；由于特种飞机电磁环境复杂，灭火系统本身亦受飞机整体布局和空间限制，外界电磁干扰或产品内部模拟元器件失效等均易使火警控制装置发出虚假火警信号，灭火系统误动作，因此，提高飞机火警控制装置的可靠性，减少甚至杜绝虚警发生具有很大的必要性和迫切性。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种特种飞机火警控制方法，能够提高飞机火警控制装置的可靠性。

本申请提供一种特种飞机火警控制方法，所述方法包括：

连续采集特种飞机上的火警信号；

根据所述火警信号，获得所述火警信号的变化趋势；

根据火警传感器自身的着火温度特性曲线，以及所述火警信号的变化趋势，计算拟合程度；

根据所述拟合程度，判断所述变化趋势是否符合着火趋势。

具体的，所述采集特种飞机上的火警信号，具体包括：

根据预设采样频率，采集特种飞机上的火警信号。

具体的，所述采样频率根据特种飞机发动机的起动状态、慢车状态和巡航状态，分别进行设置。

具体的，在连续采集特种飞机上的火警信号之前，方法还包括：

根据特种飞机发动机的特征，在发动机的不同区域设置对应的火警传感器。

具体的，所述火警传感器自身的着火温度特性曲线，包括瞬时高温状态着火温度特性曲线、缓慢升温状态着火温度特性曲线和定时恒温状态着火温度特性曲线。

具体的，所述火警传感器自身的着火温度特性曲线通过N次试验测试获得。

具体的，在根据所述拟合程度，判断所述变化趋势是否符合着火趋势，所述方法还包括：

若变化趋势符合着火趋势，则二次采集火警信号；

验证所述火警信号的变化趋势是否符合着火趋势的延续。

具体的，在二次采集火警信号之后，所述方法还包括：

对采集火警信号的数据进行分析，若数据之间的回跳次数小于预设回跳次数值时，则认为是真实火警，并输出火警告警。

本发明提供了一种特种飞机的火警控制装置，通过采用硬件余度设计与软件趋势分析算法结合方式，对来自火警传感器的信号进行趋势拟合判断，可从原理上极大程度降低产品误报警发生的概率，同时对于电磁干扰及串电现象，亦可通过趋势判断算法进行滤除，进一步提高产品工作的可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的火警控制装置原理框图；

图2为火警传感器趋势分析示意图；

图3为本申请实施例提供的特种飞机火警控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明属于航空技术领域，涉及一种用于特种飞机的火警控制装置，如图1所示。本发明一种特种飞机的火警控制装置设计原理主要采用硬件上余度设计与软件趋势分析算法结合方式，对火警进行综合判断，从原理上极大程度降低了产品误报警发生的概率；同时应用软件各功能模块相互独立，保证了系统软件的可移植性和维护性。

本火警控制装置克服了由于外界电磁干扰或产品内部模拟元器件失效等因素引起的虚假火警，导致灭火系统误动作，提高飞机火警控制装置的可靠性。

实施例一

如图1所示，提出了一种火警控制装置的工作原理，采用硬件余度设计与软件趋势分析算法结合方式，对火警进行综合判断，从原理上极大程度降低了产品误报警发生的概率。

工作原理概述如下：以第1通道为例，来自火警传感器的信号通过2个模拟量调理模块(冗余设计)将mV级信号放大至V级信号，再分别通过各自A/D转换模块将模拟量转化为数字量，再通过内部总线分别传送到各自CPU控制模块，当发生火情时，两个CPU控制板模块对采集到的信号进行综合分析，并通过软件趋势分析算法，对火情进行综合判定，确定为真实火情后，通过串行功率驱动模块(冗余设计)将火警信号输出。

火警控制装置通过CPU控制模块实现对所采集信号的软件数据分析与趋势判断算法处理。即根据火警传感器(以某飞机热电偶式火警传感器为例)自身温度特性曲线，通过对其超温或者着火曲线的拟合程度来判断是否为真实火情发生，着火曲线可通过多次试验测试获得，热电偶式火警传感器趋势分析示意图见图2所示。根据热电偶火警传感器不同条件下的温度曲线，如瞬时高温状态、缓慢升温状态、定时恒温状态等，确定软件趋势分析算法参数。

a)瞬时高温状态，即火警传感器由室温突然上升至某一温度值，模拟飞机发动机开车时因某种原因突然失火，发动机舱内温度迅速上升的状态；

b)缓慢升温状态，由于发动机开车后，温度会有缓慢上升过程，这一过程要求火警传感器不能误动作，此状态也是火警趋势分析重要的一项参数；

c)定时恒温模式，即传感器长时间处于同一工作温度时的曲线变化趋势。

此外，当线路外部绝缘电阻下降发生其他电压信号串入火警信号回路时(如27V电源电压)，通过趋势判断算法处理后，火警控制装置不会发出误报警；当出现火警信号导线受到来自大功率设备电磁干扰时，通过数据分析及趋势判断算法可将其滤除，也不会发出误报警信号。

实施例二

结合附图对一种特种飞机火警控制装置设计进行详细说明。

硬件方案火警控制装置硬件采用模块化设计，主要分为电源模块、信息调理采集模块、CPU控制模块、功率驱动模块、BIT模块、通讯模块、故障存储模块、信号采集模块以及总线控制电路模块，系统采用双余度设计，其报警输出结果进行逻辑“或”操作，各模块功能及设计方案如下：

(1)火警控制装置内部采用两路完全相同的DC-DC电源模块，分别将外部输入的DC27V电源转换为独立的两路15V和5V电源为产品内部电路模块供电，根据各功能模块功耗等需求选择合适的电源模块。此外，在电源的输入端需增加瞬态抑制二极管，在过压时能将电压钳位,以保护电路后级不受电源尖峰、浪涌影响。

(2)信息调理采集模块，为提高数据采集部分可靠性，信号调理模块采用冗余设计，即两组信号调理模块同时对某一通道火警传感器产生的模拟量信号进行采集；信号调理模块的输入信号先通过电桥采集电路后，再经射随电路进行隔离，最后经信号放大电路将信号放大至后级电路能够进行A/D转换的电信号。

(3)CPU控制模块提供数据处理、计算和控制能力，具有A/D转换、检测、程序上传和下载等功能，是电路的核心模块，硬件可采用两块PIC18F458单片机对所采集信号进行处理与分析，内置应用软件；A/D转换可采用2块技术成熟、高可靠性的MAX197AENI芯片分别对6个通道的12路调理电路的模拟量进行采集。

应用软件各功能模块相互独立，以保证系统软件的可移植性和维护性，火警信号判断及处理(火警趋势算法)流程见图3所示，其报警逻辑判断算法如下(以某型机热电偶式火警传感器为例)：

a)当输入的模拟信号判定为0-10mV内采集到一个数值时，则认为步进一个台阶，台阶数为1；

b)当输入的模拟信号判定为10-20mV内采集到一个数值时，并且台阶数为1，则认为又步进一个台阶，台阶数为2；

c)当输入的模拟信号判定为20-30mV内采集到一个数值时，并且台阶数为2，则认为又步进一个台阶，台阶数为3；

d)当输入的模拟信号判定为30-50mV内采集到一个数值时，并且台阶数为3，则认为有火警趋势；

e)当认为有火警趋势时，则CPU连续对此路采集多个数据进行详细分析，若多个数据之间回跳次数少于一半时，则认为是真实火警，火警标志位置1。

(4)功率驱动模块作用是进行信号功率放大，将CPU控制模块产生的控制信息进行放大，以匹配产品输出负载需求；为消除由于功率驱动模块故障导致产品误报警，功率驱动模块采用冗余设计方法(即采用MOS管+继电器串联输出形式)，MOS管和继电器输出采用“与”逻辑，两者均导通后才会输出火警告警信号，为避免继电器出现触点不闭合故障模式，采用继电器两组触点并联方式输出，通过该组合模式，可以大大提高功率驱动模块的可靠性。

(5)BIT模块作用是通过多种BIT方式实现产品自身健康诊断，通过达林顿结构将CPU控制模块的控制信号转化为可以驱动电桥电路继电器吸合的功率信号，实现对产品整个回路状态的检测；通过上电BIT对产品内部各模块故障进行识别，对系统线路连接情况进行判断；通过周期BIT或手动BIT识别火警探测系统是否存在断路。；

(6)通讯模块，采用CAN通讯实现报警或故障信息的实时输出；通过该模块将两个CPU模块采集到的信息进行交换，使每个CPU均能获得所有回路的相关信息。

(7)故障存储模块用于存储故障或火警信息，可选用X25320PM作为存储芯片，为4K字节的EEPROM。

(8)信号采集模块作用是实现电路输出信号的回采，用于判定功率驱动模块信号输出的正确性，实现手动自检信号的采集与调理；采用光耦隔离信号采集电路，防止因有电的连接而引起的干扰，且能有效抑制电压性噪声；

(9)总线控制电路模块用于监控总线状态。

Claims (8)

1.一种特种飞机火警控制方法，其特征在于，所述方法包括：

连续采集特种飞机上的火警信号；

根据所述火警信号，获得所述火警信号的变化趋势；

根据火警传感器自身的着火温度特性曲线，以及所述火警信号的变化趋势，计算拟合程度；

根据所述拟合程度，判断所述变化趋势是否符合着火趋势。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集特种飞机上的火警信号，具体包括：

根据预设采样频率，采集特种飞机上的火警信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采样频率根据特种飞机发动机的起动状态、慢车状态和巡航状态，分别进行设置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在连续采集特种飞机上的火警信号之前，方法还包括：

根据特种飞机发动机的特征，在发动机的不同区域设置对应的火警传感器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述火警传感器自身的着火温度特性曲线，包括瞬时高温状态着火温度特性曲线、缓慢升温状态着火温度特性曲线和定时恒温状态着火温度特性曲线。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述火警传感器自身的着火温度特性曲线通过N次试验测试获得。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述拟合程度，判断所述变化趋势是否符合着火趋势，所述方法还包括：

若变化趋势符合着火趋势，则二次采集火警信号；

验证所述火警信号的变化趋势是否符合着火趋势的延续。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在二次采集火警信号之后，所述方法还包括：

对采集火警信号的数据进行分析，若数据之间的回跳次数小于预设回跳次数值时，则认为是真实火警，并输出火警告警。

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