專利名稱：放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里的技術(shù)涉及氣動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試和故障檢測(cè)，并且更加具體地涉及其中發(fā)動(dòng)機(jī)放氣 向空氣放氣管道提供加壓熱空氣的飛機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)。這里的技術(shù)進(jìn)一步涉及燃?xì)鉁u輪飛機(jī)發(fā) 動(dòng)機(jī)和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流控制，并且涉及放氣氣流泄漏檢測(cè)。
背景技術(shù)：
如圖1中所示，很多飛機(jī)上通常存在的這類燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括壓縮機(jī)20、燃 燒器30和渦輪40。壓縮機(jī)20壓縮空氣，空氣然后與燃料混合以由燃燒器30點(diǎn)燃。燃燒器 30排出氣體，該氣體轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪40的葉片(一個(gè)或多個(gè))。來(lái)自旋轉(zhuǎn)渦輪40的動(dòng)力運(yùn)行壓 縮機(jī)20。 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)能夠設(shè)計(jì)成供應(yīng)比運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10所需更多的壓縮的加熱空 氣。來(lái)自壓縮機(jī)20的這種另外的壓縮空氣能夠用于除了供給燃燒器30之外的任務(wù)。例 如，通常將來(lái)自壓縮機(jī)20的壓縮空氣的一部分放氣，并且將泄放空氣傳送到飛機(jī)上的其他 設(shè)施例如除冰器、艙室加壓系統(tǒng)等。 雖然將來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱空氣放氣以用于其他目的是非常有用的，但是還 重要的是保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行并不由于泄放空氣系統(tǒng)而以任何方式受到影響。如果泄放空氣 系統(tǒng)形成漏洞，則從發(fā)動(dòng)機(jī)放出的熱空氣能夠泄漏并且損壞飛機(jī)結(jié)構(gòu)?？商娲?，熱空氣從 泄放空氣管道泄漏到附近的其他感應(yīng)構(gòu)件上能夠損壞那些其他的構(gòu)件。因?yàn)轱w機(jī)經(jīng)常處于 運(yùn)動(dòng)中并且經(jīng)受來(lái)自著陸、起飛和飛行湍流的應(yīng)力和應(yīng)變，所以期望監(jiān)視泄放空氣管道的 狀態(tài)，以保證無(wú)任何泄漏發(fā)生。 從泄放空氣管道檢測(cè)泄漏的一種通常方式是通過(guò)監(jiān)視管道上或靠近管道的溫度 來(lái)進(jìn)行。因此，一些飛機(jī)包括放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，以檢測(cè)來(lái)自泄放空氣系統(tǒng)的泄漏何時(shí)發(fā) 生。因?yàn)樾狗趴諝獗蝗細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)加熱，所以通常使用溫度感測(cè)來(lái)檢測(cè)泄放空氣泄漏。
各種類型的溫度傳感器包括過(guò)去已經(jīng)使用的熱動(dòng)開(kāi)關(guān)。熱動(dòng)開(kāi)關(guān)的一種通常形式 是具有遍及全世界很多家庭中控制中央加熱的類型的簡(jiǎn)單的溫度調(diào)節(jié)器。這種熱動(dòng)開(kāi)關(guān)由 具有不同熱膨脹系數(shù)的兩個(gè)金屬條構(gòu)成。這種熟知的雙金屬條響應(yīng)于溫度變化撓曲或彎 曲。當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，在兩種不同金屬之間的熱膨脹提供足以引起雙金屬條移動(dòng)靠 近電觸點(diǎn)的彎曲作用力。這種熱動(dòng)開(kāi)關(guān)是高度可靠的并且能夠用在泄放空氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng) 中。 例如，能夠在泄放空氣管道與管道系統(tǒng)的另一段聯(lián)接處的每一個(gè)點(diǎn)附近安裝溫度調(diào)節(jié)器。如果泄漏形成，則圍繞管道系統(tǒng)接頭的空氣溫度增加并且所產(chǎn)生的加熱提供足以 致動(dòng)溫度調(diào)節(jié)器熱動(dòng)開(kāi)關(guān)的能量。 —種類型的現(xiàn)有技術(shù)放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)被稱作"過(guò)熱檢測(cè)系統(tǒng)"("0DS")。在這 種系統(tǒng)中，外部與放氣管道并聯(lián)安裝的電纜包括浸入特殊鹽溶液中的兩根電阻絲。當(dāng)發(fā)生 泄漏時(shí)，管道外側(cè)的溫度升高，并且加熱引起兩根電阻絲之間的當(dāng)量電導(dǎo)顯著降低。利用電 子設(shè)備(例如微處理器)檢測(cè)到電導(dǎo)的這個(gè)變化，該電子設(shè)備關(guān)閉放氣閥并且向飛行員的 控制面板提供"管道泄漏"信息。因?yàn)楫?dāng)量電導(dǎo)依賴于電纜的長(zhǎng)度，所以這個(gè)過(guò)熱檢測(cè)系統(tǒng) 能夠檢測(cè)發(fā)生泄漏的準(zhǔn)確位置。不幸的是，過(guò)熱檢測(cè)系統(tǒng)是一種比較昂貴和復(fù)雜的系統(tǒng)。
另一種已知的現(xiàn)有技術(shù)過(guò)熱檢測(cè)系統(tǒng)使用傳感器檢測(cè)放氣系統(tǒng)的管道系統(tǒng)中的 裂口。該傳感器包括由幾毫米厚的柱形絲構(gòu)成的表面?zhèn)鞲衅?，該柱形絲在內(nèi)芯與護(hù)套之間 包含具有依賴于溫度的電阻的填料。在低于特定響應(yīng)溫度(能夠在生產(chǎn)期間設(shè)于特定極限 內(nèi))時(shí)，電阻是高的。如果溫度超過(guò)預(yù)定溫度，則傳感器電阻突然降低幾個(gè)量級(jí)。能夠利用 監(jiān)視裝置以電子方式檢測(cè)到這種電阻變化。如果熱空氣通過(guò)漏洞而從管道系統(tǒng)出現(xiàn)，則熱 空氣加熱周圍的傳感器，直至傳感器超過(guò)預(yù)定響應(yīng)溫度。監(jiān)視系統(tǒng)檢測(cè)到漏洞并且響應(yīng)于 突然的電阻變化。在監(jiān)視系統(tǒng)中的另外的電子設(shè)備能夠控制例如通過(guò)關(guān)閉截流閥而中斷泄 漏部分中的空氣供應(yīng)的元件。 —種另外的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備使用與截流閥串聯(lián)連接的熱動(dòng)開(kāi)關(guān)并且還包括監(jiān)視控 制裝置。只要已超過(guò)泄放空氣管道內(nèi)的預(yù)定限制溫度，該熱動(dòng)開(kāi)關(guān)便中斷閉合電路。該熱 動(dòng)開(kāi)關(guān)防止與放氣管道內(nèi)的溫度有關(guān)的可能的過(guò)熱。 因此，已經(jīng)研制和優(yōu)化了各種不同的溫度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)，以試圖改進(jìn)放氣泄漏檢測(cè) 可靠性并降低成本。技術(shù)難題在于實(shí)現(xiàn)可接受的可靠性水平。雖然認(rèn)為通?？捎玫臏囟日{(diào) 節(jié)器熱動(dòng)開(kāi)關(guān)是高度可靠的，但是在溫度調(diào)節(jié)器故障率與管道泄漏故障率之間的比率可能 仍然是嚴(yán)重的。因此，用于檢測(cè)泄放空氣管道故障的溫度調(diào)節(jié)器在管道泄漏發(fā)生之前可以 潛在地發(fā)生故障的可能性是不可忽視的。當(dāng)泄放空氣管道已經(jīng)發(fā)生故障但是尚未檢測(cè)到其 故障時(shí)，溫度調(diào)節(jié)器潛在地發(fā)生故障。 期望提供一種泄放空氣泄漏檢測(cè)手段，該手段提供了高度可靠的溫度調(diào)節(jié)器實(shí)施 方式，并且還減少了潛在的溫度調(diào)節(jié)器故障。

發(fā)明內(nèi)容
這里示范性示出的非限制性技術(shù)提供一種放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括串聯(lián)連 接的完全不同地放置的溫度調(diào)節(jié)器設(shè)備。該放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)能夠通過(guò)檢測(cè)哪個(gè)溫度調(diào)節(jié) 器已經(jīng)打開(kāi)來(lái)檢測(cè)發(fā)生泄放空氣泄漏的準(zhǔn)確位置(例如在泄放空氣管道系統(tǒng)中發(fā)生故障 的精密接頭)。能夠通過(guò)監(jiān)視溫度調(diào)節(jié)器與各個(gè)電阻串聯(lián)連接的線路上的電壓或電流來(lái)實(shí) 現(xiàn)這種檢測(cè)。該示范性示出的非限制性實(shí)施方式還提供一種順序放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)溫度調(diào) 節(jié)器自行測(cè)試功能("主動(dòng)內(nèi)置測(cè)試"-"IBIT")，該功能允許在飛行期間連續(xù)監(jiān)視溫度調(diào) 節(jié)器傳感器配線。當(dāng)放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)已發(fā)生故障時(shí)警告飛行員，從而可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)拇?施和維護(hù)。


結(jié)合附圖通過(guò)參考示范性的非限制性示出實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明可以更好并且
更加完全地理解這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中 圖1示出示范性圖示的飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)； 圖2示出示范性圖示的非限制性放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)電氣原理圖； 圖3示出圖2系統(tǒng)中使用的示范性溫度調(diào)節(jié)器的示范性圖示的非限制性的更詳細(xì)
的原理圖； 圖4示出在無(wú)任何溫度調(diào)節(jié)器已發(fā)生故障的正常運(yùn)行期間從圖2電路監(jiān)視到的信號(hào)；
圖5示出指示第一溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)A已發(fā)生故障的示范性圖示的非限制性信號(hào)序 列； 圖6示出第二溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)B或溫度調(diào)節(jié)器加熱器發(fā)生故障時(shí)發(fā)生的示范性圖 示的非限制性信令； 圖7A和7B示出用于分析從圖2電路獲得的信號(hào)的示范性圖示的非限制性軟件控 制算法； 圖8示出另外的示范性圖示的非限制性放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)電氣原理圖；并且
圖9示出另外的示范性圖示的非限制性放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
圖2示出示范性示出的非限制性溫度調(diào)節(jié)器泄漏檢測(cè)系統(tǒng)50。系統(tǒng)50包括多個(gè) 溫度調(diào)節(jié)器52 (1) 、52 (2) 、52 (N)。溫度調(diào)節(jié)器52中每一個(gè)可安裝在例如傳送泄放空氣的兩 件已聯(lián)接的泄放空氣管件51之間的接頭附近，并且優(yōu)選地安裝在管道外側(cè)。
為了縮短在檢測(cè)到溫度調(diào)節(jié)器52的潛在故障之前發(fā)生的時(shí)間，系統(tǒng)50經(jīng)由連接 不同的溫度調(diào)節(jié)器的電配線連續(xù)地監(jiān)視每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器的狀態(tài)?？梢岳缬赡M電子電 路、數(shù)字電路和/或由可以在微處理器65上實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行的軟件執(zhí)行這種連續(xù)電配線監(jiān)視。
另外，使用溫度調(diào)節(jié)器自行加熱實(shí)現(xiàn)自行測(cè)試功能(主動(dòng)內(nèi)置測(cè)試-IBIT)。在示 范性示出的非限制性實(shí)施方式中，在每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器外殼內(nèi)安裝小的加熱器。加熱器可 以由開(kāi)關(guān)56激活。加熱器在啟動(dòng)時(shí)引起溫度調(diào)節(jié)器52切換。能夠檢測(cè)這種切換以確認(rèn)每 一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52都在正確地運(yùn)行。能夠在飛機(jī)起飛之前或可選地在可于預(yù)定時(shí)段例如 飛機(jī)未飛行時(shí)的頭天晚上內(nèi)進(jìn)行的周期性自行測(cè)試期間啟動(dòng)IBIT自行測(cè)試。圖4-6示出 從示范性示出的非限制性IBIT自行測(cè)試運(yùn)行獲得的示例信號(hào)，并且圖7B示出示范性圖示 的非限制性軟件控制的IBIT自行測(cè)試算法。 由圖2所示的示范性圖示的非限制性設(shè)備提供的另外的特征是使用最少硬件及 相關(guān)重量和成本識(shí)別泄漏區(qū)段。為此目的，在不同溫度調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)內(nèi)包括小電阻器 Rt58。這個(gè)另外的電阻器58提供與泄漏區(qū)段有關(guān)的特殊的已知電壓降。監(jiān)視連接部的一 端處所見(jiàn)的電壓降的微處理器能夠準(zhǔn)確識(shí)別哪一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器已經(jīng)響應(yīng)于檢測(cè)到的溫度 增加而進(jìn)行切換。 該示范性示出的非限制性實(shí)施方式可以使用軟件來(lái)檢測(cè)和定位泄漏區(qū)段。 一種示 例性軟件算法(見(jiàn)圖7A)可以檢查由于溫度調(diào)節(jié)器啟動(dòng)引起的電壓變化。這個(gè)電壓變化可 以用于檢測(cè)和定位泄漏區(qū)段。
更加詳細(xì)地，參考圖2和3，每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52包括通常打開(kāi)但是當(dāng)周邊溫度超 過(guò)預(yù)定水平時(shí)閉合的雙金屬溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60。在所示的示范性示出的非限制性實(shí)施方式 中，每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60具有兩個(gè)極(A和B)并且包括雙刀單擲(DPST)開(kāi)關(guān)。每一個(gè) 溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60的極之一 (A)用于響應(yīng)于高的周邊溫度檢測(cè)將感測(cè)線64接地。因此， 當(dāng)溫度調(diào)節(jié)器52未暴露于高的周邊溫度時(shí)，通過(guò)一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52使得雙金屬開(kāi)關(guān)60A 觸點(diǎn)保持打開(kāi)并且感測(cè)線64不會(huì)接地。在另一方面，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)器52暴露于高的周邊溫 度時(shí)(例如在泄放空氣管道泄漏的情形中)，雙金屬開(kāi)關(guān)60觸點(diǎn)閉合，從而開(kāi)關(guān)的A極使感 測(cè)線64接地。 每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器在其殼體62內(nèi)包括具有已知數(shù)值(例如20ohms士lX )的電阻 器58。電阻器58(1)...58(川通過(guò)感測(cè)線64串聯(lián)連接。由感測(cè)線64上的電阻器58提供 的等效電阻(Requivalent)是可累加的(Requivalent = R1+R2+. RN)。通過(guò)(沿著感測(cè) 線的電壓降或在感測(cè)線上流動(dòng)的電流)測(cè)量電阻，能夠確定已閉合開(kāi)關(guān)60的在串聯(lián)連接中 的第一溫度調(diào)節(jié)器52 (即最靠近微處理器65的那一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器)。 在大多數(shù)情形中，一次僅一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52可能檢測(cè)到高的周邊溫度，但是即便 多個(gè)溫度調(diào)節(jié)器正確地發(fā)揮功能以檢測(cè)到從泄放空氣管道泄露的異常熱量，該系統(tǒng)也能夠 自動(dòng)地隔離已經(jīng)發(fā)生故障的、最靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的管道接頭，并且采取適當(dāng)?shù)募m正行為(例如 啟動(dòng)空氣截流閥以防止更多的熱空氣泄露)。 每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60的另一極B用于啟動(dòng)連接到該開(kāi)關(guān)的下一溫度調(diào)節(jié)器 52的加熱器元件54。例如，溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60(2)的B極閉合，以向溫度調(diào)節(jié)器52(1)的 加熱器元件54(1)提供電力。類似地，連接溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60(3)的開(kāi)關(guān)電極B，從而向溫 度調(diào)節(jié)器52(2)的加熱器54(2)供應(yīng)電流，并且溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60(N)的電極B用于向溫 度調(diào)節(jié)器52(N-1)的加熱器54(N-1)供應(yīng)電流。在這個(gè)具體實(shí)施例中，在地線68與開(kāi)關(guān)56 之間直接連接最后的溫度調(diào)節(jié)器52 (N)的最后的加熱器54 (N)。 當(dāng)開(kāi)關(guān)56閉合時(shí)，電流被施加到這個(gè)加熱器54 (N)，加熱器54 (N)充分地加熱，以 引起開(kāi)關(guān)60(N)閉合。然而，開(kāi)關(guān)60(N)并不即刻地閉合。實(shí)際上，一旦加熱器54(N)具有 被供應(yīng)到其的電流，便需要特定的時(shí)間量從而加熱器充分地加熱溫度調(diào)節(jié)器52(N)，以引起 溫度調(diào)節(jié)器60(N)閉合。 當(dāng)開(kāi)關(guān)60(N)閉合時(shí)，其向(串聯(lián)連接的下一溫度調(diào)節(jié)器的)加熱器54(N-1)輸 送電流。加熱器54(N-1)順次地加熱其相關(guān)開(kāi)關(guān)60(N-1)，在已經(jīng)過(guò)特定時(shí)段之后，開(kāi)關(guān) 60(N-l)順次地閉合，以向沿著線路的下一加熱器供應(yīng)電流。 這個(gè)過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，直至通過(guò)溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60 (3)的閉合來(lái)啟動(dòng)加熱器54 (2)。 加熱器54(2)順次地加熱溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60(2)，使得該開(kāi)關(guān)閉合，并且使得將電流輸 送到加熱器54(1)。當(dāng)最終啟動(dòng)加熱器54(1)時(shí)，該加熱器將順次充分地加熱溫度調(diào)節(jié) 器開(kāi)關(guān)60 (1)，以閉合那個(gè)開(kāi)關(guān)，并且如果該系統(tǒng)正常地發(fā)揮功能，因此引起所有的開(kāi)關(guān) 60(N)-60(1)順序地閉合。監(jiān)視串聯(lián)連接的感測(cè)線64上的電阻或電壓的微處理器65能夠 檢測(cè)到這種閉合。例如見(jiàn)圖4-6和7B。 更詳細(xì)地，可以將串聯(lián)連接的感測(cè)線64上流動(dòng)的電流計(jì)算為
I = V/[Rp+N*Rt] (1) 其中Rp66是上拉電阻器，Rt58是內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)器電阻器，并且N是串聯(lián)連接的溫度調(diào)節(jié)器52的總數(shù)。 當(dāng)檢測(cè)到泄漏時(shí)，可以將感測(cè)線64流動(dòng)的電流計(jì)算為
i = V/[Rp+Nbl*Rt]l (a) 其中Nbl是位于泄漏區(qū)段之前的溫度調(diào)節(jié)器的數(shù)目(即數(shù)量)。例如，如果在溫度
調(diào)節(jié)器52(5)安裝的區(qū)段中發(fā)生泄漏，則Nw = 4。如果在溫度調(diào)節(jié)器52(4)安裝的區(qū)段中
發(fā)生泄漏，則Nw = 3。 Nw是電阻Rt58在溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60由于在其區(qū)段中檢測(cè)到的泄漏
而閉合時(shí)形成的電路中串聯(lián)的溫度調(diào)節(jié)器的數(shù)目。在等式l(a)中，[Rp+H^Rt]是電路中的
等效電阻。因此，能夠?qū)⒈O(jiān)視電壓Vm計(jì)算為 Vm = V*Nbl*Rt/[Rp+Nbl*Rt] (2) 如果Vm已知，則將Nbl計(jì)算為 Nbl = Vm*Rp/[Rt*(V-Vm)] (3) 因此，能夠通過(guò)以下等式識(shí)別泄漏區(qū)段 Nlz = Nbl+1 (4) 其中Nlz是在泄漏區(qū)段中安裝的溫度調(diào)節(jié)器的編號(hào)(即位置號(hào))。從溫度調(diào)節(jié)器 52的數(shù)目能夠識(shí)別泄漏區(qū)段。 在正常運(yùn)行下，Nbl = N。因此，能夠?qū)⒈O(jiān)視電壓計(jì)算為
Vm = V*N*Rt/ [Rp+N*Rt] (5) 如果Vm超過(guò)規(guī)定極限，則連續(xù)監(jiān)視軟件可以提供高阻抗故障信息，例如"泄漏檢測(cè) 系統(tǒng)故障"。當(dāng)顯示這個(gè)信息時(shí)，這意味著泄漏檢測(cè)系統(tǒng)并非正確地運(yùn)行，而相反已經(jīng)發(fā)生 故障。例如，感測(cè)金屬絲64斷裂或者在不同溫度調(diào)節(jié)器52之間的不良連接能夠?qū)е赂咦?抗故障。 如果由微處理器65監(jiān)視的Vm降至規(guī)定極限以下(見(jiàn)圖7)，則連續(xù)監(jiān)視軟件可以 提供"管道泄漏"故障信息。在此情形中，使用等式3和4，軟件能夠準(zhǔn)確地定位泄漏區(qū)段。 除了 "管道泄漏"信息，系統(tǒng)50還可以提供放氣閥BV的即時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。在其他應(yīng)用中，該 系統(tǒng)不需要采取這種即時(shí)的糾正性行為，而是可以在操作員顯示器上簡(jiǎn)單顯示故障模式或 將其自動(dòng)地報(bào)告給維護(hù)人員。 因此，通過(guò)監(jiān)視電壓降，微處理器65可以檢測(cè)兩種不同類型的故障(l)泄放空氣 泄漏，和(2)在泄放空氣檢測(cè)系統(tǒng)50中配線短路。對(duì)于這兩種情形，所提供的信息是相同 的"管道泄漏故障"(見(jiàn)圖7A)。由系統(tǒng)示意的故障區(qū)域內(nèi)的物理檢查能夠用于檢測(cè)故障是 由實(shí)際的泄漏狀態(tài)還是由放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的短路故障所引起的。 每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52自身的狀態(tài)不能由連續(xù)監(jiān)視功能檢測(cè)，因?yàn)檫B續(xù)監(jiān)視功能 僅如上所述地檢測(cè)配線和泄漏。因此，在該示范性示出的非限制性實(shí)施方式中，提供"主動(dòng) 內(nèi)置測(cè)試"(IBIT)或周期性測(cè)試，以測(cè)試每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52的狀態(tài)。當(dāng)電啟動(dòng)的開(kāi)關(guān)56 閉合時(shí)，該測(cè)試可以通過(guò)機(jī)械切換初始化(見(jiàn)圖7B)。 當(dāng)開(kāi)關(guān)56閉合時(shí)，它提供電力，以使所有的溫度調(diào)節(jié)器加熱器54順序通電。加熱 順序始于溫度調(diào)節(jié)器52 (N)并且沿著順序地具有每一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器52的線路繼續(xù)，直至啟 動(dòng)加熱器54(1)。在某個(gè)時(shí)間已過(guò)去之后，所有的溫度調(diào)節(jié)器被啟動(dòng)并且最后的監(jiān)視電壓 Vm在圖2所示實(shí)例中應(yīng)該是近似零伏(注意因?yàn)閳D3中示范性示出的電阻器58連接在開(kāi) 關(guān)60觸點(diǎn)A的另一側(cè)上，所以感測(cè)電壓在此情形中將不是基本上零伏的，但是無(wú)論如何將是最小電壓)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)開(kāi)關(guān)閉合序列所需時(shí)間量依賴于每一個(gè)加熱器50的加熱功率、溫
度調(diào)節(jié)器熱慣性、溫度調(diào)節(jié)器熱傳導(dǎo)、溫度調(diào)節(jié)器數(shù)量和可能的其他因素。 圖4示出不存在任何故障并且串聯(lián)連接的六個(gè)溫度調(diào)節(jié)器正常地運(yùn)行時(shí)的示例
IBIT序列。能夠觀察到，Vm中的每一個(gè)恒幅階躍下降對(duì)應(yīng)于溫度調(diào)節(jié)器52中一個(gè)的啟動(dòng)。
當(dāng)測(cè)試結(jié)束時(shí)，開(kāi)關(guān)56打開(kāi)并且電壓返回其初始數(shù)值。 圖5示出IBIT自行測(cè)試期間溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60A觸點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)Vm的狀態(tài)。在 此情形中，微處理器65識(shí)別異常階躍幅度，并且使用從第2等式推導(dǎo)出的以下等式定位發(fā) 生故障的溫度調(diào)節(jié)器52。
Vma = V*Nba*Rt/ [Rp+Nba*Rt] (6) 在此情形中，V 是在異常階躍幅度(見(jiàn)圖5)期間的監(jiān)視電壓，V是供應(yīng)電壓，Nba 是系統(tǒng)會(huì)聚到V 時(shí)(即異常階躍幅度發(fā)生時(shí))電阻Rt58數(shù)值在電路中串聯(lián)的溫度調(diào)節(jié)器 52的數(shù)目(即數(shù)量)。Nba是異常階躍發(fā)生時(shí)在正確工作的最后溫度調(diào)節(jié)器之前串聯(lián)連接 的溫度調(diào)節(jié)器的數(shù)目。Rt是內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)器電阻器58的數(shù)值，并且Rp是上拉電阻器66的 數(shù)值。 因?yàn)閂 已知，所以可以將Nba計(jì)算為
Nba = Vma*Rp/[Rt*(V-Vma)] (7) 因此，Nba還代表其開(kāi)關(guān)60A觸點(diǎn)發(fā)生故障的溫度調(diào)節(jié)器52的編號(hào)(即位置號(hào))。 當(dāng)自行測(cè)試結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)50提供指示其開(kāi)關(guān)A已發(fā)生故障的溫度調(diào)節(jié)器的位置號(hào)的信息。
圖6示出在IBIT自行測(cè)試期間溫度調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)60B觸點(diǎn)和/或加熱器54發(fā)生故 障時(shí)Vm的狀態(tài)。在該實(shí)例中，Vm絕對(duì)不會(huì)下降到最小數(shù)值。在微處理器65上運(yùn)行的軟件 可以通過(guò)使用以下等式定位發(fā)生故障的溫度調(diào)節(jié)器52 :
Vlm = V*Nt*Rt/[Rp+Nt*Rt] (8) 其中Vlm是在測(cè)試期間最后的監(jiān)視電壓，V是供應(yīng)電壓，Nt是系統(tǒng)會(huì)聚在Vlm上時(shí)電
阻器Rt58在電路中串聯(lián)的溫度調(diào)節(jié)器52的數(shù)目(即數(shù)量)，Rt是內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)器電阻器
58，并且Rp是上拉電阻器66。 當(dāng)Vlm已知時(shí)，可以將Nt計(jì)算為 Nt二Vh氺Rp/[R^(V-Vj] (9) 因此，如果加熱器發(fā)生故障，則Nt代表其加熱器發(fā)生故障的溫度調(diào)節(jié)器52的編號(hào)
(位置號(hào))。如果開(kāi)關(guān)B觸點(diǎn)發(fā)生故障，則總和(Nt+1)代表開(kāi)關(guān)B觸點(diǎn)發(fā)生故障的溫度調(diào)
節(jié)器52的編號(hào)(位置號(hào))。因?yàn)橄到y(tǒng)50并不區(qū)分這兩種情況，所以當(dāng)自行測(cè)試完成時(shí)，系
統(tǒng)50提供指示相應(yīng)于Nt和總和(Nt+1)的兩個(gè)溫度調(diào)節(jié)器的位置號(hào)的信息。 當(dāng)以上測(cè)試完成時(shí)，系統(tǒng)50可以提供指示開(kāi)關(guān)B或加熱器已發(fā)生故障的溫度調(diào)節(jié)
器的位置號(hào)的信息。 如果大量溫度調(diào)節(jié)器52串聯(lián)連接，則所產(chǎn)生的大量串聯(lián)電阻器58可以在V^上引 起過(guò)少量的電壓變化(例如，主要在最后溫度調(diào)節(jié)器52(N)啟動(dòng)時(shí))。為了減小部件漂移敏 感性并且因此提高泄漏檢測(cè)可靠性，圖8提供可以設(shè)置的附加電阻器Rf200。應(yīng)該修改以上 等式，以考慮這個(gè)附加的電阻Rf200。 圖9示出通過(guò)連續(xù)地監(jiān)視開(kāi)關(guān)60觸點(diǎn)B以及電觸點(diǎn)A的狀態(tài)而再現(xiàn)泄漏檢測(cè)可 靠性的一種另外的示范性示出的非限制性實(shí)施方式。在圖9示例中，IBIT配線用于執(zhí)行該附加功能。因?yàn)檫B續(xù)地監(jiān)視兩個(gè)電壓Vm和Vm，，其中Vm，是在附加的上拉電阻器Rp，304處的
電壓，所以可靠性能夠幾乎得以再現(xiàn)。假設(shè)Rp， 304具有高阻抗，當(dāng)啟動(dòng)任何溫度調(diào)節(jié)器52 時(shí)，Vm，將趨向于最小電壓。在正常運(yùn)行期間，開(kāi)關(guān)302打開(kāi)，以提供連續(xù)監(jiān)視。為了提供自 行測(cè)試IBIT功能，開(kāi)關(guān)302閉合。 上述的示范性示出的非限制性實(shí)施方式已經(jīng)使用了模擬電子或微處理器。例如，
一種類型的適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥骺梢允前▽⒛M電平Vm (Vm，)轉(zhuǎn)換成用于測(cè)試和監(jiān)視的數(shù)字
數(shù)值的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的微控制器。在另一示范性示出的非限制性實(shí)施方式中，能夠使用
并不具有任何內(nèi)部電阻器的普通溫度調(diào)節(jié)器實(shí)施上述設(shè)備。在此情形中，電阻器Rt可以如 與在它們之內(nèi)不同地在溫度調(diào)節(jié)器之間的配線中實(shí)現(xiàn)。可選地，所述加熱器54可以設(shè)于外 部或附接到溫度調(diào)節(jié)器外殼62，從而能夠使用傳統(tǒng)的現(xiàn)有溫度調(diào)節(jié)器52。根據(jù)另一示范性 示出的非限制性實(shí)施方式，能夠使用負(fù)溫度系數(shù)或熱敏電阻器(NTC熱敏電阻器)實(shí)現(xiàn)以上 設(shè)備。在這種實(shí)施方式中，可以利用NTC熱敏電阻器替代上述熱動(dòng)開(kāi)關(guān)A和B。
雖然在此已經(jīng)結(jié)合示范性示出的非限制性實(shí)施方式描述了技術(shù)，但是本發(fā)明不限 于本公開(kāi)。例如，雖然這里的技術(shù)已描述成對(duì)于監(jiān)視泄放空氣系統(tǒng)的故障而言是有用的，但 是各種其他溫度監(jiān)視應(yīng)用也是可能的。本發(fā)明旨在由權(quán)利要求限定并且涵蓋無(wú)論是否已在 這里具體公開(kāi)的全部相應(yīng)的和等價(jià)設(shè)備。
權(quán)利要求
一種檢測(cè)飛機(jī)上泄放空氣泄漏的方法，包括測(cè)量與串聯(lián)連接的多個(gè)完全不同地定位的溫度感應(yīng)元件相關(guān)的電壓或電流，所述溫度感應(yīng)元件中每一個(gè)具有與其相關(guān)的電阻；分析所述已測(cè)得電壓或電流，以確定所述溫度感應(yīng)元件中的至少一個(gè)是否已經(jīng)指示異常高溫；并且根據(jù)所述分析，選擇性地提供警告或者運(yùn)行截流閥，以至少減輕進(jìn)一步的泄放空氣泄漏。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于錯(cuò)誤檢測(cè)而顯示報(bào)警指示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述分析來(lái)檢測(cè)所述串聯(lián)連接的 溫度感應(yīng)元件是否已經(jīng)異常地?cái)嗦贰?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括有意地加熱所述溫度感應(yīng)元件中的每一 個(gè)，并且檢測(cè)響應(yīng)電壓或電流變化，以確認(rèn)所述元件正在正確地運(yùn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括選擇性地電激活鄰近于所述溫度感應(yīng)元件 的加熱裝置，其中所述溫度感應(yīng)元件中的至少一些在加熱時(shí)運(yùn)行，使得啟動(dòng)與所述溫度感 應(yīng)元件中的另一些相關(guān)的其他加熱裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括加熱所述溫度感應(yīng)元件中的至少一些的序列，并且分析所述電壓或電流，以確認(rèn)它們的正確運(yùn)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度感應(yīng)元件包括雙金屬開(kāi)關(guān)元件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度感應(yīng)元件包括熱敏電阻器。
9. 一種自行測(cè)試泄放空氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的方法，包括啟動(dòng)與第一溫度感應(yīng)元件共同定位的第一加熱器，所述第一元件響應(yīng)于由所述第一加 熱器產(chǎn)生的熱量而改變狀態(tài)；使用所述第一元件狀態(tài)改變，以啟動(dòng)與第二溫度感應(yīng)元件共同定位的第二加熱器，所 述第二元件響應(yīng)于由所述第二加熱器產(chǎn)生的熱量而改變狀態(tài)；并且監(jiān)視連接所述第一元件和第二元件的信號(hào)線，以觀察所述第一元件和第二元件的順序 狀態(tài)改變。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括串聯(lián)連接所述第一溫度感應(yīng)元件和第二 溫度感應(yīng)元件，并且所述監(jiān)視包括監(jiān)視與所述串聯(lián)連接的第一溫度感應(yīng)元件和第二溫度感 應(yīng)元件相關(guān)的電壓或電流。
11. 一種用于檢測(cè)飛機(jī)上泄放空氣泄漏的系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接的多個(gè)完全不同地定位的溫度感應(yīng)裝置，所述溫度感應(yīng)裝置中每一個(gè)具有與 之相關(guān)的電阻；測(cè)量電路，所述測(cè)量電路連接到所述串聯(lián)連接的完全不同地定位的多個(gè)溫度感應(yīng)裝 置，所述測(cè)量電路構(gòu)造成使得測(cè)量與所述多個(gè)完全不同地定位的溫度感應(yīng)裝置相關(guān)的電壓 或電流并且分析所述測(cè)得電壓或電流，以確定所述裝置中的至少一個(gè)是否指示異常高溫； 和至少一個(gè)輸出裝置，所述至少一個(gè)輸出裝置連接到所述電路，所述輸出裝置響應(yīng)于所 述裝置中的至少一個(gè)指示異常高溫的檢測(cè)而改變狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述輸出裝置包括警告指示器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述輸出裝置包括截流閥，所述截流閥響應(yīng)于 所述裝置中的至少一個(gè)已啟動(dòng)并指示異常高溫的檢測(cè)而運(yùn)行，使得防止泄放空氣進(jìn)一步泄 漏。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述相應(yīng)多個(gè)完全不同地定位的溫度 感應(yīng)裝置共同定位的多個(gè)加熱裝置，所述加熱裝置響應(yīng)于流過(guò)所述溫度感 應(yīng)裝置的電流而 產(chǎn)生熱量，使得由此測(cè)試所述溫度感應(yīng)裝置的運(yùn)行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述溫度感應(yīng)裝置包括溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述溫度感應(yīng)裝置包括熱敏電阻器。
17. —種管道泄漏溫度調(diào)節(jié)器，包括 殼體；溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置，所述溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置在所述殼體內(nèi)；電加熱裝置，所述電加熱裝置設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述電加熱裝置能夠產(chǎn)生足以引起所述溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置改變狀態(tài)的熱量；電阻，所述電阻設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述電阻電連接到所述溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置； 其中所述管道泄漏溫度調(diào)節(jié)器適于與至少一個(gè)其他的管道泄漏溫度調(diào)節(jié)器串聯(lián)連接，并且所述溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)裝置的狀態(tài)改變運(yùn)行另外的管道泄漏溫度調(diào)節(jié)器電加熱元件。
全文摘要
放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)和方法。一種放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能夠檢測(cè)發(fā)生泄放空氣泄漏的位置(例如在泄放空氣管件中發(fā)生故障的接頭)的溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)備。示范性示出的非限制性實(shí)施方式提供一種放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在飛行期間連續(xù)監(jiān)視溫度調(diào)節(jié)器傳感器配線并且具有溫度調(diào)節(jié)器自行測(cè)試功能(“主動(dòng)內(nèi)置測(cè)試”-“IBIT”)。能夠在飛機(jī)起飛之前或者可選地在可于預(yù)定時(shí)段例如飛機(jī)未飛行時(shí)的頭天晚上內(nèi)進(jìn)行的周期性自行測(cè)試期間啟動(dòng)IBIT自行測(cè)試。通過(guò)連續(xù)監(jiān)視，在放氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)已發(fā)生故障時(shí)警告飛行員，從而可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)拇胧┖途S護(hù)。
文檔編號(hào)F02C6/08GK101761391SQ20091026222
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者奧斯瓦爾多·巴特爾·蒙泰羅 申請(qǐng)人:巴西航空有限公司