[發明專利]一種航天器滑環電阻狀態監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201711497601.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108196126B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 鄭中信;張濟龍;趙川;許振豐;曲潤峰
• 申請（專利權）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;馬東偉

本發明涉及一種航天器滑環電阻狀態監測裝置及方法，所述監測裝置包括敏感元模塊、信號調理采集模塊、信號處理模塊和無線通訊模塊。本發明通過利用航天器導電滑環損傷導致電刷和環路之間的電阻值變化的特點，采用高精度采樣組件實現對導電滑環接觸電阻值變化的快速檢測，通過與建立的動態標準環路電阻比較，使測量的接觸電阻更加準確；使用頻譜分析法，發現時域分析不易察覺的故障和潛在故障。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種航天器滑環電阻狀態監測裝置及方法。

背景技術

近幾十年來，隨著我國對航空航天的不斷大力投入，我國在尖端航空航天技術上取得了不錯的突破，而尖端設備大量使用的導電滑環等關鍵部位的性能直接決定了設備的使用壽命與工作性能。

航天器導電滑環是實現兩個相對隔離的旋轉裝置間信號、電能傳輸的裝置，其結構上主要由滑環體、電刷組件、組合支架、向心球軸承、軸承端蓋等部件構成。

精密導電滑環組件屬于精密組件，滑環工作上要求可靠、信號失真度小、性能穩定、傳輸準確度高等特點，整體設計結構緊湊、工作環道多、噪音低、使用壽命長且安裝方便等優點。

在導電滑環工作的過程中，其主要性能參數的變化與其工作穩定性、可靠性及壽命有很大的關系，并且存在一定的可靠性風險，例如，電刷與環圈相互磨損會產生沉積電介質,從而使得該環路接觸電阻變化量變大；環圈變形也會導致環路接觸電阻變化量變大，環圈變形有很多因素,主要原因是時效處理不夠,應力釋放不均勻,導致結構變形,從而使得接觸電阻變化量變大。

目前，國內尚未制定導電滑環實時監測的相關方法或標準，因此對于滑環的實時監測還是一片空白。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種航天器滑環電阻狀態監測裝置及方法，針對航天器滑環的特殊結構，在保證滑環電阻值監測效果的同時，采用簡化結構設計，提高監測裝置的可靠性和穩定性。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種航天器滑環電阻狀態監測裝置，包括敏感元模塊、信號調理采集模塊、信號處理模塊和無線通訊模塊；

所述敏感元模塊位于所述滑環靠近太陽能帆板供電線一側，連接在被監測滑環電能傳輸通路上的電刷之間，采集電流和電壓信號；所述敏感元模塊與監測的滑環電阻數量相同，一一對應連接；

所述信號調理采樣模塊對所述敏感元模塊采集到的電流和電壓信號進行幅值調理和降噪后進行AD變換，得到數字化電流和電壓信號；

所述監測信號處理模塊根據數字化電流和電壓信號，計算滑環的實時電阻值R(t)；根據標準環路電阻R_標(t)計算接觸電阻ΔR(t)；根據接觸電阻ΔR(t)的大小，判定滑環是否出現故障；

所述的通訊模塊采用無線通訊方式實時傳輸出現的故障信息，定時傳輸所述監測信號處理模塊的監測數據。

進一步地，所述敏感元模塊包括電壓采集組件和電流采集組件；

所述電壓采集組件由電壓傳感器件構成，實時測量電刷兩端電壓信號；

所述電流采集組件由電流傳感器件構成，實時測量滑環電能傳輸通路上的電流信號；

所述電壓采集組件和電流采集組件的采集頻率大于等于3.6Hz。

進一步地，所述標準環路電阻R_標(t)為動態電阻值，為對多路滑環監測獲得電阻值濾波后再取平均后得到的電阻值。