CN217505990U - 全自动航空点火装置寿命试验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航空点火装置技术领域，尤其涉及全自动航空点火装置寿命试验器，包括箱体、显示屏、打印机、数据处理模块、程控电源、数据采集模块、闪光频率传感器，箱体分为若干层，最上层为显示屏安装层，用于安装显示屏，显示屏安装层下方设置程控电源安装层，用于安装程控电源，程控电源安装层下方设置数据处理模块安装层，用于安装数据数理模块和数据采集模块，数据处理模块安装层下方设置打印机安装层，用于安装打印机，数据处理模块分别与显示屏、打印机、程控电源、数据采集模块连接，闪光频率传感器设置在箱体外部，并与数据采集模块连接，实现点火装置寿命测试过程的全自动控制。

Description

全自动航空点火装置寿命试验器

技术领域

本实用新型涉及航空点火装置技术领域，尤其涉及全自动航空点火装置寿命试验器。

背景技术

目前的航空点火装置寿命类试验器技术落后，测量闪光频率的仪器一般是用于测量转速(如车轮或电机转速)的通用仪器，仅有简单的数字显示，无法对航空点火装置不同频率、不同强度的放电闪光做出有效的反应和记录，实际记录仅凭人员目测显示的频率数值判断频率是否符合设计要求，容易出现数据不准的问题。

目前所使用的航空点火装置寿命类试验器基于基本的强电控制系统开发，点火装置电源通断基本靠继电器和人工反复开关的方式实现，操作繁琐且无法记录上万次的试验数据，并且由于航空火装置生产单位的局限性，并无成熟的可实现高度自动化、可针对不同规格航空火装置寿命试验器。

经过对已有的类似专利进行查询，没有查询到专门用于航空点火装置寿命试验的相关专利。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种全自动航空点火装置寿命试验器，用以解决目前专业生产航空发动机点火装置的厂家，在进行数千次循环的点火装置寿命试验过程中，普遍采用人工调整参数、人工计时、人工记录点火频率、人工处理试验结果，并判定产品寿命是否满足试验大纲要求的问题。人工操作劳动强度大、人力成本高、生产效率低，且人工读数误差大、缺乏数据后处理分析手段，对产品性能评价效果不佳的问题。

本实用新型的技术方案：

全自动航空点火装置寿命试验器，包括箱体、显示屏、打印机、数据处理模块、程控电源、数据采集模块、闪光频率传感器，所述箱体分为若干层，最上层为显示屏安装层，用于安装显示屏，显示屏安装层下方设置程控电源安装层，用于安装程控电源，程控电源安装层下方设置数据处理模块安装层，用于安装数据数理模块和数据采集模块，数据处理模块安装层下方设置打印机安装层，用于安装打印机，所述的数据处理模块分别与显示屏、打印机、程控电源、数据采集模块连接，闪光频率传感器设置在箱体外部，并与数据采集模块连接。

进一步，还包括工具箱和静音滚轮，所述的工具箱设置在打印机安装层下方，所述静音滚轮安装在箱体底部。

进一步，所述的显示屏安装层面板上设置有电源指示灯、急停按钮、停止按钮、总启动按钮、电源启动按钮、工控启动按钮和打印启动按钮；所述程控电源安装层侧面均设置有散热排风口，控电源安装层面板上设置键盘操作区。

进一步，所述的程控电源与航空点火装置连接，给航空点火装置供电，闪光频率传感器也与航空点火装置连接，采集航空点火装置的电嘴闪光信号。

进一步，闪光频率传感器包括壳体一、壳体二、光敏电阻、信号放大电路、导线，所述的壳体一设置在壳体二一端，光敏电阻设置在壳体一与壳体二接触的端面上，信号放大电路设置在壳体二内，并通过导线与信号放大电路连接，信号放大电路通过导线将电压信号输出到数据采集模块，所述信号放大电路与数据采集模块之间的导线外部设置屏蔽电缆，屏蔽电缆与壳体二之间设置固定导线填充物。

进一步，所述程控电源电压输出误差＜3mV，电流输出误差＜1mA。

进一步，所述的数据采集模块包括通信电路1、通信电路2、微处理器、晶振电路和程序下载电路，通信电路1、通信电路2分别接收来自闪光频率传感器的两路电压信号，通信电路1、通信电路2均连接微处理器，微处理器连接晶振电路，晶振电路连接程序下载电路，程序下载电路将信号输出至数据处理模块以及显示屏。

进一步，所述的数据处理模块为嵌入数据处理程序的工控机。

进一步，所述的显示屏显示区域分为通信端口设置区、程控电源参数设置区、程控电源输出显示区、频率信号采样显示区、端口状态提示区、数据查询处理和报告打印区、软件操作及运行状态监控区7个功能区。

进一步，还包括用于电气控制的控制回路和主电源回路，电源指示灯、急停按钮、停止按钮、总启动按钮、电源启动按钮、工控启动按钮和打印启动按钮连接在控制回路上，显示屏、打印机、数据处理模块、程控电源、数据采集模块、闪光频率传感器连接在主电源回路上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的全自动航空点火装置寿命试验器，实现点火装置寿命测试过程的全自动控制。试验过程中，设备将通过软件全程自动采集、分析、存储所有数据，并实现测单一键打印，减少了测试过程的人工干预，大幅降低人工成本并提高了试验效率与测试精度，经济效益显著。

经验证，本实用新型将原来82.5个工作日的寿命试验周期缩短为13.75天，将原来9个操作人员轮番测量改为无人值守，将原来的人工记录填写测单改为设备自动记录、运算、后处理并一健打印测单。设备硬件及软件功能完备、自动化程度高，可满足多型点火装置的试验需求。

附图说明

图1为本实用新型的装置外观结构示意图；

图2为本实用新型的装置内部各部件连接示意图；

图3为闪光频率传感器示意图；

图4为程控电源与工控机和航空点火装置连接示意图；

图5为数据采集模块结构示意图；

图6为信号处理模块与其他模块连接以及信号传输示意图；

图7为显示屏显示区域划分示意图；

图8为控制回路和主电源回路电路结构示意图；

图9为程控电源示意图；

图10为本实用新型装置的工作流程图；

其中，1、箱体，2、显示屏，3、打印机，4、数据处理模块，5、程控电源，6、数据采集模块，7、闪光频率传感器，8、工具箱，9、静音滚轮，10、电源指示灯，11、急停按钮，12、停止按钮，13、总启动按钮，14、电源启动按钮，15、工控启动按钮，16、打印启动按钮，17、散热排风口，18、键盘操作区，19、航空点火装置，20、壳体一，21、壳体二，22、光敏电阻，23、信号放大电路，24、导线，25、屏蔽电缆，26、固定导线填充物，27、通信电路1，18、通信电路2，29、微处理器，30、晶振电路，31、程序下载电路。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1所示，全自动航空点火装置寿命试验器，包括箱体1、显示屏2、打印机3、数据处理模块4、程控电源5、数据采集模块6、闪光频率传感器7、工具箱8和静音滚轮9，所述箱体1分为若干层，最上层为显示屏安装层，用于安装显示屏2，显示屏安装层下方设置程控电源安装层，用于安装程控电源5，程控电源安装层下方设置数据处理模块安装层，用于安装数据数理模块4和数据采集模块6，数据处理模块安装层下方设置打印机安装层，用于安装打印机3，所述的数据处理模块4分别与显示屏2、打印机3、程控电源5、数据采集模块6连接，闪光频率传感器7设置在箱体1外部，并与数据采集模块6连接，所述的工具箱8设置在打印机安装层下方，所述静音滚轮9安装在箱体1底部。

显示屏安装层面板上设置有电源指示灯10、急停按钮11、停止按钮12、总启动按钮13、电源启动按钮14、工控启动按钮15和打印启动按钮16；所述程控电源安装层侧面均设置有散热排风口17，控电源安装层面板上设置键盘操作区18。

本实用新型整体结构强度大，设备底部设计带自锁机构的静音滚轮9，可实现移动测量；界面设计符合人机工程学，操作简便。设备以程序自动控制的方式输出试验用电压、电流，自动记录航空点火装置19的点火频率和电流，自动分析处理试验数据，自动监控异常数据并报警、一键打印试验报告。设备操作简单、数据记录准确，可在无人值守的情况下稳定地完成整个寿命试验过程。

本实用新型的架构主要包括6大模块，分别为光电探测模块(闪光频率传感器7)、程控电源5、数据采集模块6、数据处理模块4、显示屏2、电气控制模块，见图2。

(1)闪光频率传感器7

闪光频率传感器7是整个试验器的信号采集端，主要由具备光线收集功能的外壳一20、外壳二21、光敏电阻22、信号放大电路23组成，见图3，实现航空点火装置19电嘴闪光信号的捕捉、转换、放大功能，输出的电信号由数据处理模块4进行进一步处理，该模块具有μs级响应速度、1M的响应带宽；背景光强度适应范围宽、安装特制遮光罩的情况下可实现自然强光背景下的闪光频率测量；感光式测量方法可有效克服反射式转速测量仪由于焦点闪烁而导致的测量误差大、数据不稳定等问题。

(2)程控电源5

程控电源5，工作原理见图4，可为测试产品提供稳定的、任意序列的电压电流激励信号，电压输出误差＜3mV，电流输出误差＜1mA。该模块的主要功能是通过对可编程直流电源进行二次开发实现的，可利用程序输出电流、电压、时间的任意组合；模块的控制权完全通过二次开发的方式交给工控主机上运行的人机界面程序，只需要输入必要的激励序列及循环次数即可任意定制试验方案。

(3)数据采集模块6

数据采集模块6主要完成对闪光频率传感器7输出电压信号的高速采集。本模块主要由ST公司生产的32位微处理器29控制芯片，外加的2路串口通信电路、外部晶振电路30、程序下载电路31构成，见图5。电压信号由芯片的2个16位ADC采集器以至少2Mbit/s的速度进行采集与转换，在芯片RAM内部进行初步数据分析，将需要上传工控主机的数据通过串口上传到工控主机处理。本采集电路的最高采样频率可以设置到20M左右，完全可以满足点火装置低频周期脉冲信号的测量要求。

(4)数据处理模块4

数据处理主要由工控主机及数据处理程序完成，实现程控电源5及采集数据分析与处理。通过2个串口接收采集后的数据和程控电源信号，通过工控主机和程序控制程控电源和打印机工作，见图6。数据格式为浮点型数据，处理程序包括数据串分隔、提取、纠错、合成、运算、显示、存储等模块，最后在人机界面上分别以数值及波形方式展示出来。本模块具备232串口、485串口、USB三种数据通信方式，能很好的适应生产车间现场的工作环境，工作性能稳定、可靠。

(5)显示屏2

本申请依据人机工程学设计了显示屏2操作界面，如图7所示。具体分为通信端口设置区、程控电源参数设置区、程控电源输出显示区、频率信号采样显示区、端口状态提示区、数据查询处理和报告打印区、软件操作及运行状态监控区7个功能区。其中通信端口设置区可以设置串口通信的端口号、起始位、停止位、数据位及校验位的二进制位数，完成通信配置功能；程控电源参数设置区和输出显示区可实时显示程控电源的电源特性输出波形图和数值，利用程控电源内置的量测仪器实现对输出电压及电流信号的实时测量；频率信号采样显示区可显示点火装置闪光信号的实时采集波形及频率计算结果；端口状态提示区可显示各通信端口的工作状态，以红\黄\绿三色灯的方式监控软件整体的运行状态，实现数据通信故障、软件运算故障、硬件故障的软报警。数据查询处理和报告打印区可实现存储数据的查阅、导出、清空、打印功能；软件操作及运行状态监控区可实现程序加载、启动电源、输出停止、数据清空及发送以及端口状态及数据汇总显示。

另外，设备的显示屏采用了触摸屏的设计，反应灵敏，既可用鼠标操作，也可以直接在屏幕上直接操作。

(6)电气控制

设备的电路和各用电器的集成，采用标准化的电器柜布线方案，线路布置符合GB50054-1995《低压电器设计规范》、GB/T3797-2005《电气控制设备的通用要求》的相关要求。如电气图8所示，电气回路包括控制回路和主电源回路，其中控制回路集成了总电源开关、启动、急停、防漏电保护等功能，主电源回路分别控制程控电源5、工控、打印等主要功能元件。

本实用新型的使用方法为：

步骤一：将电源插头插到插座上，注意插座电源为AC220V，并已有效接地。

步骤二：旋转“总电源旋钮”至“ON”的状态，并注意观察“电源指示灯10”是否点亮，如点亮则说明电源已接通，可进行后续操作，否则设备故障。

步骤三：按“总启动按钮13”，设备工作电路接通，按钮灯点亮，可听到接触器吸合时发出的“啪”的声音，属于正常现象。同时，散热风扇开始运行。

步骤四：按“电源启动按钮14”，按钮灯点亮，程控电源5开始工作，3S后程控电源5屏幕上显示输出的电流和电压信息，此时程控电源5启动完成。

步骤五：按动“工控启动按钮15”，按钮灯点亮，工控机开始启动，等待2分钟直至系统启动完毕，屏幕显示正常的window桌面，此时数据处理模块4启动完成。

步骤六：将航空点火装置19与程控电源5的输出端子用导线连接，注意正负极，见图9。并将闪光频率传感器7对准航空点火装置19的输出端，距离3-5cm。

注意事项：

1.航空点火装置19的输出端固定并应间隔10cm以上，避免闪光频率传感器7信号相互干扰。

2.测试环境不得有强光(阳光、大功率灯光)直射闪光频率传感器7。

步骤七：启动测试软件。

步骤八：待测试工作完成后，可打印测试结果，按“打印启动按钮16”，按钮灯点亮，打印机3电源接通并处于待机状态，打开放置打印机3的柜门，按动打印启动按钮16，待打印机3自检完成后，通过试验器软件中的“打印启动按钮16”进行打印输出。

步骤九：测试完成后，依次按下相应按钮关闭设备，顺序如下：

打印启动按钮16(指示灯熄灭)——工控启动按钮15(指示灯熄灭)——电源启动按钮14(指示灯熄灭)——总停止按钮13——总电源旋钮(至OFF状态)。

步骤十：卸下航空点火装置19并整理线缆，将闪光频率传感器7妥善放置在避免磕碰和强光直射的区域。

操作流程如图10。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：包括箱体(1)、显示屏(2)、打印机(3)、数据处理模块(4)、程控电源(5)、数据采集模块(6)、闪光频率传感器(7)，所述箱体(1)分为若干层，最上层为显示屏安装层，用于安装显示屏(2)，显示屏安装层下方设置程控电源安装层，用于安装程控电源(5)，程控电源安装层下方设置数据处理模块安装层，用于安装数据处理模块(4)和数据采集模块(6)，数据处理模块安装层下方设置打印机安装层，用于安装打印机(3)，所述的数据处理模块(4)分别与显示屏(2)、打印机(3)、程控电源(5)、数据采集模块(6)连接，闪光频率传感器(7)设置在箱体(1)外部，并与数据采集模块(6)连接。

2.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：还包括工具箱(8)和静音滚轮(9)，所述的工具箱(8)设置在打印机安装层下方，所述静音滚轮(9)安装在箱体(1)底部。

3.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述的显示屏安装层面板上设置有电源指示灯(10)、急停按钮(11)、停止按钮(12)、总启动按钮(13)、电源启动按钮(14)、工控启动按钮(15)和打印启动按钮(16)；所述程控电源安装层侧面均设置有散热排风口(17)，控电源安装层面板上设置键盘操作区(18)。

4.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述的程控电源(5)与航空点火装置(19)连接，给航空点火装置(19)供电，闪光频率传感器(7)也与航空点火装置(19)连接，采集航空点火装置(19)的电嘴闪光信号。

5.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：闪光频率传感器包括壳体一(20)、壳体二(21)、光敏电阻(22)、信号放大电路(23)、导线(24)，所述的壳体一(20)设置在壳体二(21)一端，光敏电阻(22)设置在壳体一(20)与壳体二(21)接触的端面上，信号放大电路(23)设置在壳体二(21)内，并通过导线(24)与信号放大电路(23)连接，信号放大电路(23)通过导线(24)将电压信号输出到数据采集模块(6)，所述信号放大电路(23)与数据采集模块(6)之间的导线(24)外部设置屏蔽电缆(25)，屏蔽电缆(25)与壳体二(21)之间设置固定导线填充物(26)。

6.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述程控电源(5)电压输出误差＜3mV，电流输出误差＜1mA。

7.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述的数据采集模块(6)包括通信电路1(27)、通信电路2(28)、微处理器(29)、晶振电路(30)和程序下载电路(31)，通信电路1(27)、通信电路2(28)分别接收来自闪光频率传感器(7)的两路电压信号，通信电路1(27)、通信电路2(28)均连接微处理器(29)，微处理器(29)连接晶振电路(30)，晶振电路(30)连接程序下载电路(31)，程序下载电路(31)将信号输出至数据处理模块(4)以及显示屏(2)。

8.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述的数据处理模块(4)为嵌入数据处理程序的工控机。

9.根据权利要求1所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：所述的显示屏(2)显示区域分为通信端口设置区、程控电源参数设置区、程控电源输出显示区、频率信号采样显示区、端口状态提示区、数据查询处理和报告打印区、软件操作及运行状态监控区7个功能区。

10.根据权利要求3所述的全自动航空点火装置寿命试验器，其特征在于：还包括用于电气控制的控制回路和主电源回路，电源指示灯(10)、急停按钮(11)、停止按钮(12)、总启动按钮(13)、电源启动按钮(14)、工控启动按钮(15)和打印启动按钮(16)连接在控制回路上，显示屏(2)、打印机(3)、数据处理模块(4)、程控电源(5)、数据采集模块(6)、闪光频率传感器(7)连接在主电源回路上。

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