KR101173752B1

KR101173752B1 - 항공기의 열선장비 감시장치

Info

Publication number: KR101173752B1
Application number: KR1020100043987A
Authority: KR
Inventors: 임강빈
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2012-08-13
Also published as: KR20110124542A

Abstract

본 발명은 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하도록 하는 항공기의 열선장비 감시장치에 관한 것이다. 본 발명은 항공기의 전원을 발생시키는 전원공급장치; 상기 전원공급장치로부터 발생된 전원을 항공기의 각부에 설치된 열선장비에 선택적으로 공급하고, 공급되는 전원의 이상 여부를 감시하는 콘트롤 박스; 상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 제거하고, 그 전류 크기에 따른 출력 전압 강하를 발생시켜 정상 작동 여부를 감시하는 열선장비 감시제어기; 및 상기 콘트롤 박스 및 상기 열선장비 감시제어기로부터 획득된 감시 데이터를 수집하여 항공기의 이상여부를 판단하는 임무 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열선장비 감시제어기는 상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 차단하는 EMI 필터; 상기 열선장비에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 전류 검출부에서 검출된 전류 크기에 따른 강하 전압을 출력하는 전압 출력부; 및 상기 전류 검출부로부터 검출된 전류의 변동에 따른 출력전압의 기울기와 범위를 조절하여 상기 전압 출력부로 출력되는 전압이 일정한 크기로 강하되도록 제어하는 강하전압 제어부를 포함한다. 따라서, 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하며, 연결기용 전자파 차단 필터를 적용하여 전자파에 민감한 피제어장치의 손상을 방지하고 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

항공기의 열선장비 감시장치{Apparatus for probe heater monitor of aircraft}

본 발명은 항공기의 열선장비 감시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하도록 하는 항공기의 열선장비 감시장치에 관한 것이다.

온도 감시 및 제어를 필요로 하는 장비는 많이 있으나 그 중, 항공기, 위성체의 환경시험, 생화학 장비, 인공위성의 광학장비 등은 매우 정밀한 온도 감시 및 제어를 필요로 하는 분야이다.

예로서, 인공위성의 궤도 열환경시험은 위성이 궤도에서 운용될 때 위성의 모든 장비가 우주궤도의 열환경 상태에서 정상적인 작동을 하는지를 확인하기 위한 지상시험으로서 주어진 환경온도를 정확하게 구현하여야 하는 것으로, 이러한 열환경 시험은 진공챔버내에서 수십개에 달하는 히터를 위성체에 부착하여 각 부위별로 예상되는 극한 온도를 유지하여야 하며, 이때 온도제어를 잘못하여 제한 온도범위를 벗어날 경우 위성의 전자장비가 손상될 우려가 있으므로 매우 안전하고 정확하게 온도제어가 필요한 분야이다.

또한 항공기나 위성의 열선장비 또는 광학장비 등의 열변형을 최소화하기 위하여 정밀 온도 감시 및 제어가 필요하다.

그러나, 종래의 온도 감시장치는 대부분이 전압제어 방식에 의해 전력을 히터에 공급하고 전류센서 또는 온도센서로 온도를 측정하여 제어부에 귀환하는 션트박스(Shunt Box)를 사용하고 있으나 이와 같은 방식을 사용할 경우, 전력공급선에서 발생할 수 있는 전압손실과 그 미소 전압차로 유발되는 온도변화를 반영하기가 어려워 제어온도의 정밀도를 감소시키며, 전자파에 민감한 피제어장치를 손상시킬뿐만 아니라 신뢰성을 감소시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하도록 하는 항공기의 열선장비 감시장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 연결기용 전자파 차단 필터를 적용하여 전자파에 민감한 피제어장치의 손상을 방지하고 신뢰성을 확보하도록 하는 항공기의 열선장비 감시장치를 제공하는 데에 그 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항공기의 열선장비 감시장치는, 항공기의 전원을 발생시키는 전원공급장치; 상기 전원공급장치로부터 발생된 전원을 항공기의 각부에 설치된 열선장비에 선택적으로 공급하고, 공급되는 전원의 이상 여부를 감시하는 콘트롤 박스; 상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 제거하고, 그 전류 크기에 따른 출력 전압 강하를 발생시켜 정상 작동 여부를 감시하는 열선장비 감시제어기; 및 상기 콘트롤 박스 및 상기 열선장비 감시제어기로부터 획득된 감시 데이터를 수집하여 항공기의 이상여부를 판단하는 임무 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열선장비 감시제어기는, 상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 차단하는 EMI 필터; 상기 열선장비에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 전류 검출부에서 검출된 전류 크기에 따른 강하 전압을 출력하는 전압 출력부; 및 상기 전류 검출부로부터 검출된 전류의 변동에 따른 출력전압의 기울기와 범위를 조절하여 상기 전압 출력부로 출력되는 전압이 일정한 크기로 강하되도록 제어하는 강하전압 제어부를 포함한다.

상기 강하전압 제어부에서 제어되는 강하전압은 " 강하전압(Vd) = 전선의 길이(L) * 전선의 내부저항(R) * 전선에 흐르는 전류(I) " 의 식으로 구하여지는 것이 바람직하다.

상기 열선장비는 플로펠러가 어는것을 방지하는 플로펠러 제빙장치(Propeller De-Icer); 유체의 속도를 감지하는 피토 튜브(Pitot Tube); 항공기의 각도를 검출하는 AOA 트랜스미터(Angle Of Attact Transmitter); 정압을 공급하는 좌측 및 우측 정압포트(Static Port Left & Right); 및 항공기의 온도를 검출하는 TAT 센서(Total Air Temperrature Sensor)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 항공기의 열선장비 감시장치에 의하면, 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하며, 연결기용 전자파 차단 필터를 적용하여 전자파에 민감한 피제어장치의 손상을 방지하고 신뢰성을 확보하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 항공기의 열선장비 감시장치를 나타낸 블록 구성도.
도 2는 도 1의 열선감시 제어기를 더욱 상세히 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 외형을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 전류 크기에 따른 출력 전압 기울기 및 범위 제어 상태를 설명하기 위한 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 출력 전압 특성을 나타낸 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

여기서, 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 항공기의 열선장비 감시장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 도 1의 열선감시 제어기를 더욱 상세히 나타낸 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 외형을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전원공급장치(100), 콘트롤 박스(110), 임무 컴퓨터(120), 열선장비 감시제어기(130) 및 열선장비(140)를 포함한다.

전원공급장치(100)는 항공기의 전원을 발생시킨다.

콘트롤 박스(110)는 상기 전원공급장치(100)로부터 발생된 전원을 항공기의 각부에 설치된 열선장비(140)에 선택적으로 공급하고, 공급되는 전원의 이상 여부를 감시한다.

열선장비 감시제어기(130)는 상기 열선장비(140)에 연결된 전선의 전자파를 제거하고, 그 전류 크기에 따른 출력 전압 강하를 이용하여 정상 작동 여부를 감시한다. 이러한 열선장비 감시제어기(130)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서는 후술하여 상세히 설명하도록 한다.

임무 컴퓨터(120)는 상기 콘트롤 박스(110) 및 상기 열선장비 감시제어기(130)로부터 획득된 감시 데이터를 수집하여 항공기의 이상여부를 판단한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 열선장비 감시제어기(130)는 EMI 필터(131), 전류 검출부(132), 전압 출력부(133), 강하전압 제어부(134)로 구성된다.

EMI 필터(131)는 상기 열선장비(140)에 연결된 전선의 전자파를 차단한다.

전류 검출부(132)는 상기 열선장비(140)에 흐르는 전류를 검출한다.

전압 출력부(133)는 상기 전류 검출부(132)에서 검출된 전류 크기에 따른 강하 전압을 출력한다.

강하전압 제어부(134)는 상기 전류 검출부(132)로부터 검출된 전류를 제어하여 상기 전압 출력부(133)로 출력되는 전압이 일정한 크기로 강하되도록 제어한다.

즉, 상기 강하전압 제어부(134)는 전류의 변동에 따른 출력전압의 기울기와 범위를 조절할 수 있다.

상기 강하전압 제어부(134)에서 제어되는 강하전압은 " 강하전압(Vd) = 전선의 길이(L) * 전선의 내부저항(R) * 전선에 흐르는 전류(I) " 의 식으로 구하여진다. 즉, 본 발명은 상기 열선장비(140) 뿐 아니라 상기 열선장비(140)에 연결된 전선의 길이에 따라 발생하는 미세한 전압손실까지 온도 감시 및 제어에 반영한 것으로, 보다 상세하게는 상술한 식에 따라 전선의 내부 저항으로 인한 강하전압을 측정하고, 이러한 강하전압이 반영된 출력전압에 기초하여 상기 열선장비(140)의 저항을 연산한 다음 기준 저항값과 비교함으로써 상기 열선장비(140)의 온도를 감시할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 구성하면 상기 강하전압 제어부(134)의 전류 제어를 통해 출력 전압을 일정하게 강하시킴으로써 출력전압의 기울기와 범위를 조절할 수 있으며, 그 결과 상기 열선장비(140)의 온도 감시 뿐 아니라 온도 제어도 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에서 정의하는 열선장비(140)는 플로펠러 제빙장치(141), 피토 튜브(142), AOA 트랜스미터(143), 좌측 및 우측 정압포트(144) 및 TAT 센서(145)를 포함한다.

즉, 상기 열선장비(140)는 플로펠러가 어는것을 방지하는 플로펠러 제빙장치(Propeller De-Icer)(141); 유체의 속도를 감지하는 피토 튜브(Pitot Tube)(142); 항공기의 각도를 검출하는 AOA 트랜스미터(Angle Of Attact Transmitter)(143); 정압을 공급하는 좌측 및 우측 정압포트(Static Port Left & Right)(144); 및 항공기의 온도를 검출하는 TAT 센서(Total Air Temperrature Sensor)(145)를 포함한다.

도 4는 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 전류 크기에 따른 출력 전압 기울기 및 범위 제어 상태를 설명하기 위한 회로도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열선감시 제어기의 출력 전압 특성을 나타낸 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 열선장비(140)의 열선 단락이 발생할 경우 " V+in - V-in = 0 "은 " 0 " 이므로, Vo1은 거의 제로(zero)이다.

또한, 예로서 회로차단기(HEATER)만 오프(off)일 경우에는 " V+in - V-in = V+in " 이므로, Vo1은 V+ 이다.

한편, 열선장비(140)가 정상작동할 경우에는 길이 L의 전선에서 일정량의 전압강하가 발생하고, 도면에서 " Vo1 = [(V+in - V-in) * R5 ] / 5K " 가 되어 출력전압은 강하된 전압값에 비례함을 알수 있다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 채널1(CH1)과 채널2(CH2)의 출력전압은 각각 " Vo1 = 1/d Vd " 로 나타낼 수 있다.

여기서, d는 기준저항값 비례상수로서, 즉 d값이 커지면 기준저항값에 비해 기울기가 작아지고, 출력전압은 작아지나 감시범위가 넓어짐을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 정밀한 온도 감시를 필요로 하는 열선장비에 전선의 전압 강하를 이용하여 보다 정밀한 온도 감시 및 제어가 가능하며, 연결기용 전자파 차단 필터를 적용하여 전자파에 민감한 피제어장치의 손상을 방지하고 신뢰성을 확보할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 전원공급장치
110 : 콘트롤 박스
120 : 임무 컴퓨터
130 : 열선장비 감시제어기
131 : EMI 필터(Electromagnetic interference Filter)
132 : 전류 검출부
133 : 전압 출력부
134 : 강하전압 제어부
140 : 열선장비
141 : 플로펠러 제빙장치(Propeller De-Icer)
142 : 피토 튜브(Pitot Tube)
143 : AOA 트랜스미터(Angle Of Attact Transmitter)
144 : 좌측 및 우측 정압포트(Static Port Left & Right)
145 : TAT 센서(Total Air Temperrature Sensor)

Claims

삭제
항공기의 전원을 발생시키는 전원공급장치; 상기 전원공급장치로부터 발생된 전원을 항공기의 각부에 설치된 열선장비에 선택적으로 공급하고, 공급되는 전원의 이상 여부를 감시하는 콘트롤 박스; 상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 제거하고, 그 전류 크기에 따른 전압 강하가 반영된 출력 전압을 이용하여 저항을 연산한 다음 기준 저항값과 비교하여 정상 작동 여부를 감시하는 열선장비 감시제어기; 및 상기 콘트롤 박스 및 상기 열선장비 감시제어기로부터 획득된 감시 데이터를 수집하여 항공기의 이상여부를 판단하는 임무 컴퓨터를 포함하되,
상기 열선장비 감시제어기는,
상기 열선장비에 연결된 전선의 전자파를 차단하는 EMI 필터;
상기 열선장비에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부;
상기 전류 검출부에서 검출된 전류 크기에 따른 강하 전압을 출력하는 전압 출력부; 및
상기 전압 출력부로 출력되는 전압이 일정한 크기로 강하되도록 제어함으로써 상기 전류 검출부로부터 검출된 전류의 변동에 따른 출력전압의 기울기와 범위를 조절하는 강하전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 열선장비 감시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 강하전압 제어부에서 제어되는 강하전압은
" 강하전압(Vd) = 전선의 길이(L) * 전선의 내부저항(R) * 전선에 흐르는 전류(I) " 의 식으로 구하여지는 것을 특징으로 하는 항공기의 열선장비 감시장치.
삭제