[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)載制氮設(shè)備控制裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711328947.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108181942A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張銘;王賀;佟啟華;吳英建;房海華;王海濤;田瑜娟;孫文莉;王龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司上海航空測(cè)控技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G05D11/13
• 分類(lèi)號(hào): G05D11/13;G05D7/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó);唐代盛

本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)載制氮設(shè)備控制裝置及方法。該裝置包括氧氣濃度測(cè)量電路、控制電路和動(dòng)作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路；其中氧氣濃度檢測(cè)電路檢測(cè)氧氣濃度，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并進(jìn)行濾波、整形、放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換；控制電路根據(jù)氧氣濃度數(shù)字信號(hào)推算出氮濃度，給出動(dòng)作機(jī)構(gòu)控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)輸出氮?dú)獾牧髁?，并?duì)設(shè)備工作時(shí)間、自檢、故障、維護(hù)和報(bào)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)和上傳；動(dòng)作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)控制制氮設(shè)備的供氣流量。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)采集制氮設(shè)備產(chǎn)品氣濃度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)產(chǎn)品氣流量，提供無(wú)限制的氮?dú)赓Y源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制氮設(shè)備，具體是涉及一種機(jī)載制氮設(shè)備控制裝置及方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)油箱為了抑爆，需要在油箱中充入氮?dú)?，建立低氧環(huán)境，防止燃油爆炸。尤其是在飛機(jī)損傷，飛機(jī)油箱破裂的時(shí)候，及時(shí)的為油箱充氮，維持油箱環(huán)境的低氧，對(duì)于保障飛行安全，有著重要意義。

當(dāng)前機(jī)載氮源使用鋼瓶，在起飛前充入，起飛后逐漸消耗。但是鋼瓶容量有限，氮?dú)鉂舛裙潭ǎ瑝毫﹄S時(shí)間減小，直至耗竭，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間提供氮?dú)?，無(wú)法對(duì)氮?dú)鉂舛冗M(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法控制氮?dú)饬髁俊?/p>

隨著分子篩制氮技術(shù)的成熟，飛機(jī)上有了穩(wěn)定可靠氮源，分子篩制氮的來(lái)源是大氣，只要分子篩在工作，就能一直提供氮?dú)?，不受時(shí)間限制。分子篩制氮效率受外界環(huán)境影響較大，產(chǎn)出的氮?dú)鉂舛葧?huì)隨環(huán)境變化，這樣就需要一套控制裝置，對(duì)分子篩制氮設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)的檢測(cè)產(chǎn)出氣體的濃度，進(jìn)行濃度控制。但是氮?dú)獾姆€(wěn)定性，很難與一般物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以世界范圍還沒(méi)有氮濃度傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)載制氮設(shè)備控制裝置及方法，可以實(shí)時(shí)采集制氮設(shè)備產(chǎn)品氣濃度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)產(chǎn)品氣流量，提供無(wú)限制的氮?dú)赓Y源。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種機(jī)載制氮設(shè)備控制裝置，包括氧氣濃度測(cè)量電路、控制電路和動(dòng)作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路；其中

氧氣濃度檢測(cè)電路檢測(cè)氧氣濃度，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并進(jìn)行濾波、整形、放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換；

控制電路根據(jù)氧氣濃度數(shù)字信號(hào)推算出氮濃度，給出動(dòng)作機(jī)構(gòu)控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)輸出氮?dú)獾牧髁浚?duì)設(shè)備工作時(shí)間、自檢、故障、維護(hù)和報(bào)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)和上傳；

動(dòng)作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)控制制氮設(shè)備的供氣流量。

一種機(jī)載制氮設(shè)備控制方法，包括如下步驟：

步驟1、氧氣濃度傳感器檢測(cè)氧氣濃度，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；

步驟2、電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路、信號(hào)放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行濾波、整形、放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換；

步驟3、處理器接收到數(shù)字信號(hào)后，根據(jù)氧氣濃度數(shù)字信號(hào)推算出氮濃度，計(jì)算出與設(shè)定濃度的差值，依據(jù)差值的大小，按設(shè)定邏輯給出控制信號(hào)，提供給動(dòng)作驅(qū)動(dòng)電路，以控制輸出流量；

步驟4、存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)設(shè)備的工作時(shí)間、自檢、故障、維護(hù)和報(bào)警信息，總線接口芯片將上述信息上傳至上位機(jī)；

步驟5、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)主軸前進(jìn)或后退，進(jìn)而使步進(jìn)電機(jī)連接的閥門(mén)開(kāi)大或者減小，以控制制氮設(shè)備的供氣流量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明可實(shí)時(shí)采集制氮設(shè)備的產(chǎn)品氣濃度，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)出氣閥大小，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)完成，可滿足氮?dú)夤?yīng)的精度要求。2)本發(fā)明可通過(guò)總線指令，調(diào)節(jié)產(chǎn)品氣的濃度，滿足不同狀態(tài)下不同濃度氮?dú)獾墓?yīng)。3)本發(fā)明具備自測(cè)試、維護(hù)提示，使用簡(jiǎn)單智能，與上位機(jī)建立總線接口，可按上位機(jī)指令控制氮?dú)鉂舛扰c流量。4)本發(fā)明配合分子篩制氮，可提供無(wú)限制的氮?dú)赓Y源，最大限度滿足飛機(jī)飛行安全。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明機(jī)載制氮設(shè)備控制系統(tǒng)的連接關(guān)系框圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)載制氮設(shè)備控制的內(nèi)部細(xì)節(jié)框圖；