CN203372394U - 一种精密进近航道指示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密进近航道指示器，包括灯具和电子角度控制装置；所述电子角度控制装置包括横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器、微控制器、显示装置，所述横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器及显示装置均与所述微控制器连接；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器采集所述指示器灯具的横向和纵向角度数据，并将所述横向和纵向角度数据传递给所述微控制器，所述微控制器将所述横向和纵向角度数据转化为显示信号，并通过所述显示装置进行横向或纵向角度的显示。所述精密进近航道指示器，其指示器灯具电子角度读数及指示器控制均更加精准，实用性更高。

Description

一种精密进近航道指示器

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，特别是指一种精密进近航道指示器。

背景技术

精密进近航道指示器（Precision Approach Path Indicator，简称PAPI）是机场跑道上必备的基本助航指示器，是用于飞机降落时，给正处于进近中的飞机驾驶员提供目视助航的坡度引导信号灯系统。

PAPI由于其功能原因，对灯具水平和俯仰角度的精确度要求很高，如信号灯的角度输出有误，将导致飞机在降落时的着陆位置和着陆角度发生偏离，给空乘人员、地面人员的生命及机场跑道设施的安全带来极大的威胁。新研发的PAPI系统功能增加了：信号输出角度的调节功能，和阻断错误指示信号输出的控制功能。

目视助航信号灯具，对角度校准装置有较高的要求，目前PAPI使用的水平校准方法多为，以两个垂直摆放的液态气泡调节水平度。而液态气泡的正常工作温度为：-20℃～50℃之间，无法满足ICAO《国际民航组织标准，附件14》对PAPI等目视助航设备工作温度的要求范围（-40℃～55℃）。即使在液态气泡的正常工作温度范围内，由于液态热胀冷缩的物理特性，在不同温度下液态气泡所形成的体态会有变化，增加了控制装置的误差。并且，液态气泡的水平装置在观察时，存在不可避免的视角误差。

现有PAPI角度调节系统没有设置阻断错误信号输出的功能，当灯具出光角度偏离正常范围时，系统仍然正常工作，将导致错误信号不被察觉，存在严重的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种精密进近航道指示器，其指示器灯具电子角度读数及指示器控制均更加精准，实用性更高。

基于上述目的本实用新型提供的一种精密进近航道指示器，包括指示器灯具和电子角度控制装置；所述电子角度控制装置包括横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器、微控制器、显示装置，所述横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器及显示装置均与所述微控制器连接；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器采集所述指示器灯具的横向和纵向角度数据，并将所述横向和纵向角度数据传递给所述微控制器，所述微控制器将所述横向和纵向角度数据转化为显示信号，并通过所述显示装置进行横向或纵向角度的显示。

在一些实施方式中，所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为型号为SCA103T的高精度轴倾角传感器。

在一些实施方式中，所述显示装置由五位LED八段数码管组成。

在一些实施方式中，所述微控制器采用型号为C8051F040的八位微处理器。

在一些实施方式中，所述电子角度控制装置还包括与所述微控制器连接的阻断控制电路，所述微控制器检测到灯具角度错误信号并通过控制所述阻断控制电路以阻断所述错误信号输出。

在一些实施方式中，所述阻断控制电路，包括第一灯泡检测电路、第二灯泡检测电路、第三灯泡检测电路、第四灯泡检测电路、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器；所述指示器灯具包括第一灯泡、第二灯泡、第三灯泡、第四灯泡；所述第一灯泡检测电路、第一继电器及第一灯泡三者并联，所述第二灯泡检测电路、第二继电器及第二灯泡三者并联，所述第三灯泡检测电路、第三继电器及第三灯泡三者并联，所述第四灯泡检测电路、第四继电器及第四灯泡三者并联。

在一些实施方式中，所述第一灯泡检测电路、第二灯泡检测电路、第三灯泡检测电路、第四灯泡检测电路分别为第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅。

在一些实施方式中，所述可控硅为单向或双向可控硅。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的精密进近航道指示器，克服了液态气泡水平装置的不足，提高角度仪器的精确度和可控制性，可实时存储角度设置和角度变化的信息数据，并完善PAPI角度控制功能，增加了阻断错误信号输出的阻断控制功能，仰角超出设置值，角度控制系统将会报警，并关闭PAPI系统所有信号的输出。

进一步的，所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器，能即时显示目视助航灯光仰角的角度，精度可达0.01°（0.6分），并根据不同机场跑道对飞机起降坡度的要求，可进行出光倾角的精确调整。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的精密进近航道指示器其中一组电子角度控制装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电子角度控制装置中的其中一组电子角度控制装置的显示装置实施例示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型的一个实施例提供的一种精密进近航道指示器，包括指示器灯具和电子角度控制装置；所述电子角度控制装置包括横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器、微控制器、显示装置，所述横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器及显示装置均与所述微控制器连接；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器采集所述指示器灯具的横向和纵向角度数据，并将所述横向和纵向角度数据传递给所述微控制器，所述微控制器将所述横向和纵向角度数据转化为显示信号，并通过所述显示装置进行横向或纵向角度的显示。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参照附图1，为本实用新型实施例提供的精密进近航道指示器的其中一组电子角度控制装置的示意图。

所述精密进近航道指示器，包括4组用于提供光源的指示器灯具和对应的4组电子角度控制装置；所述电子角度控制装置包括横向角度测量传感器1、纵向角度测量传感器2、微控制器3、显示装置4，所述横向角度测量传感器1、纵向角度测量传感器2及显示装置4均与所述微控制器3连接；所述横向角度测量传感器1和纵向角度测量传感器2均为高精度轴倾角传感器；所述横向角度测量传感器1和纵向角度测量传感器2设置于所述指示器之上，用于采集所述指示器灯具的横向和纵向角度数据，并将所述横向和纵向角度数据传递给所述微控制器3，所述微控制器3将所述横向和纵向角度数据转化为显示信号，并通过所述显示装置4进行横向或纵向角度的显示。

优选的，所述精密进近航道指示器，还包括系统电源8、通信接口9及指示器灯具调光柜，分别用于给整个指示灯系统供电、用于每组指示器灯具之间的通讯使用，以及用于给指示器灯具调光；较佳的，所述指示器灯具调光柜有5个强度等级，其与系统电源8组成整个指示器系统的供电装置；进一步的，所述指示器灯具调光柜包括CCR调光器，所述CCR调光器检测到欠压，则会进而关闭整个系统。

优选的，所述横向角度测量传感器1和纵向角度测量传感器2通过SPI接口，将相关的角度数据提交给所述微控制器3；所述微控制器3采用型号为C8051F040的八位微处理器；所述横向角度测量传感器1和纵向角度测量传感器2均为型号为SCA103T的高精度轴倾角传感器，其测量范围为0.26g（±15度），精确度为0.01度，11位的数字精度，故最小步距为30度÷（2的11次方）=0.0146484375度，具有高分辨率、低噪声、工作温度范围宽的特性，在-40℃～+125℃全温区长期保持高稳定性，其还可实现温度补偿，角度数据更准确。

参照附图2，为本实用新型实施例提供的电子角度控制装置中其中一组电子角度控制装置的显示装置实施例示意图；进一步的，所述显示装置4由五位LED八段数码管组成，从左至右，第一和第二个八段数码管用于显示所述精密进近航道指示器所处模式或状态，第三至第五个八段数码管用于显示所述精密进近航道指示器的横向或纵向角度。

较佳的，所述精密进近航道指示器电子角度控制装置还包括与所述微控制器3连接的阻断控制电路，所述微控制器检测到角度错误信号并通过控制所述阻断控制电路以阻断所述错误信号输出。

进一步的，参照附图1，为本实用新型实施例提供的精密进近航道指示器其中一组电子角度控制装置的示意图；所述每组电子角度控制装置的阻断控制电路，包括第一灯泡检测电路51、第二灯泡检测电路52、第三灯泡检测电路53、第四灯泡检测电路54、第一继电器61、第二继电器62、第三继电器63、第四继电器64；所述每组指示器灯具包括第一灯泡71、第二灯泡72、第三灯泡73、第四灯泡74，用于提供目视助航的坡度引导信号灯光源；所述第一灯泡检测电路51、第一继电器61及第一灯泡71三者并联，所述第二灯泡检测电路52、第二继电器62及第二灯泡72三者并联，所述第三灯泡检测电路53、第三继电器63及第三灯泡73三者并联，所述第四灯泡检测电路54、第四继电器64及第四灯泡74三者并联，所述第一灯泡检测电路51、第二灯泡检测电路52、第三灯泡检测电路53、第四灯泡检测电路54与所述微控制器3连接，所述第一灯泡71、第二灯泡72、第三灯泡73、第四灯泡74串联并通过变压器连接到所述系统电源8。

进一步的，所述第一灯泡检测电路51、第二灯泡检测电路52、第三灯泡检测电路53、第四灯泡检测电路54分别为第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅。可选的，所述可控硅为单向或双向可控硅。

采用可控硅和继电器并行控制，所述每个灯泡均接在其对应的继电器的常闭点上，当整个指示灯系统上电完成后，所述微控制器3控制每个继电器触点断开，灯泡点亮，可以正常工作。当所述微控制器3检测到所述灯具角度偏离设定值时，所述微控制器3控制每个继电器触点闭合，由于继电器在失电时是常闭状态，灯泡两端被短路，造成系统欠压，CCR调光器检测到欠压，而关闭整个系统。

而可控硅响应速度较继电器快，当在每组指示器灯具中的某只灯泡损坏的瞬间，会触发对应的可控硅导通，使串联在电路中的其它灯泡仍可正常工作；同时由于检测出灯泡的损坏，此阻断控制电路中损坏的灯泡对应的继电器也会动作，将此损坏的灯泡通过继电器的触点开关完全短接掉。如损坏的灯泡数量到达一定的值（可为1只或2只）或灯具角度偏离设定值时，此微控制器3通过通信接口9由总线发送信息，通知系统中的其它指示器灯具关闭，从而造成CCR欠压。

在安装所述精密进近航道指示器时，需要首先对所述横向角度测量传感器1和纵向角度测量传感器2进行初始设置，经校对后，才能开始使用。

在调节灯具仰角之前需要检查灯具角度显示是否与实际一致。参考液态气泡或者其他角度测量设备，将灯具调节到水平状态，在校飞模式下，如果灯具控制面板显示角度值不是0°，则需要重新定标。

所述精密进近航道指示器在正式投入使用前，必须进行校飞。在校飞时，必须确定全部灯具单元处于“校飞模式”下。系统处于“校飞模式”时，在校飞过程中任何一个单元的仰角偏离超过设定限度不会引起系统关闭。校飞过程中，地面人员应按照校飞飞行员的指令，通过微调灯具后支腿的调节螺杆，对灯具仰角进行校正。校飞完成后，必须记录系统各灯具仰角值并存档，作为日后维护参考。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的精密进近航道指示器，克服了液态气泡水平装置的不足，提高角度仪器的精确度和可控制性，可实时存储角度设置和角度变化的信息数据，并完善PAPI角度控制功能，增加了阻断错误信号输出的阻断控制功能，仰角超出设置值，角度控制系统将会报警，并关闭PAPI系统所有信号的输出。

进一步的，所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器，能即时显示目视助航灯光仰角的角度，精度可达0.01°（0.6分），并根据不同机场跑道对飞机起降坡度的要求，可进行出光倾角的精确调整。

进一步的，所述每组指示器灯具包括4个光源（即所述的第一至第四灯泡），当有一个光源故障时，指示器灯具依然可以正常工作；超过两个光源故障时，整个系统由阻断控制电路检测故障并正常关闭；较佳的，在出现FAA、ICAO所规定的异常状况时，指示器系统能自动关闭灯光，并且导致CCR欠压。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种精密进近航道指示器，其特征在于，包括指示器灯具和电子角度控制装置；所述电子角度控制装置包括横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器、微控制器、显示装置，所述横向角度测量传感器、纵向角度测量传感器及显示装置均与所述微控制器连接；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为高精度轴倾角传感器；所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器采集所述指示器灯具的横向和纵向角度数据，并将所述横向和纵向角度数据传递给所述微控制器，所述微控制器将所述横向和纵向角度数据转化为显示信号，并通过所述显示装置进行横向或纵向角度的显示。

2.根据权利要求1所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述横向角度测量传感器和纵向角度测量传感器均为型号为SCA103T的高精度轴倾角传感器。

3.根据权利要求1所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述显示装置由五位LED八段数码管组成。

4.根据权利要求1所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述微控制器采用型号为C8051F040的八位微处理器。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述电子角度控制装置还包括与所述微控制器连接的阻断控制电路，所述微控制器检测到灯具角度错误信号并通过控制所述阻断控制电路以阻断所述错误信号输出。

6.根据权利要求5所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述阻断控制电路，包括第一灯泡检测电路、第二灯泡检测电路、第三灯泡检测电路、第四灯泡检测电路、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器；所述指示器灯具包括第一灯泡、第二灯泡、第三灯泡、第四灯泡；所述第一灯泡检测电路、第一继电器及第一灯泡三者并联，所述第二灯泡检测电路、第二继电器及第二灯泡三者并联，所述第三灯泡检测电路、第三继电器及第三灯泡三者并联，所述第四灯泡检测电路、第四继电器及第四灯泡三者并联。

7.根据权利要求6所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述第一灯泡检测电路、第二灯泡检测电路、第三灯泡检测电路、第四灯泡检测电路分别为第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅。

8.根据权利要求7所述的精密进近航道指示器，其特征在于，所述可控硅为单向或双向可控硅。

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