一种连续式火警探测系统及方法

摘要

本发明属于机载火警探测技术，涉及一种适用于直升机上连续式火警探测系统及火警探测方法。本发明连续式火警探测系统包括座舱综合显示火警告警信息单元、火警故障测试单元、连续式火警探测元件分离插头、连续式火警探测元件及电气线路。当火区出现火警时，所分布的线绳式气动探测器感受到温度变化，内部惰性气体膨胀，达到压力设置值时，接通处于常开的火警高压传感器，使得地信号与座舱综合显示火警告警信息单元连通，产生告警信号，实现火警探测。该发明取消了机上火警控制处理装置、火警告警装置，有效减少系统重量，简化电气控制，并通过电气控制逻辑设计，实现一键“火警”及“故障”状态线路的模拟，解决了开关档位较多，操作繁琐的问题。

说明书

技术领域

本发明属于机载火警探测技术，涉及一种适用于直升机上连续式火警探测系统及火警探测方法。

背景技术

飞机上的动力装置舱为指定火区，在工作中可能由于可燃液体泄漏、电气起火、摩擦等原因发生火灾，危及直升机飞行安全。为及时发现火区内出现火情，在动力装置舱安装有火警探测系统，监控火灾并及时告知机组人员。

例如，现有直升机动力装置火警探测系统，采用点式火警探测器，其电气控制方法如图1所示，是由火警控制处理装置1、火警告警装置2、二极管3、二极管4、断路器5、断路器6、断路器7、火警试验装置8、火警试验电阻9、火警探测器10及电气线路组成，使用飞机上28V直流电源。其中火警探测器为双金属片原理的点式火警探测器，多个位置安装在发动机舱内火灾易发生的要害部位，火警探测器通过火警探测器接线柱正端12和火警探测器接线柱负端11进行线路连接，当火警探测器附近温度升高或出现火焰则火警探测器变形金属片13变形使两金属片断开，一旦温度不正常升高，一个或几个火警探测器接点断开，告警装置2上火警(FIRE)警告灯亮。如果探测回路意外断路，“故障(FAIL)指示灯亮。并联在探测器接点上的电阻，是火警控制处理装置1用来判断火警探测器触点断开(电阻值变化)出现火警的依据。

现有发动机动力装置点式火警探测系统存在如下弊端：

a)探测系统需使用电源；

b)需使用火警控制处理装置来接受和处理火警、故障信息，在输出告警信息给机组人员；

c)飞机振动和舱内油污可能造成发动机火警探测器金属片的断开造成虚警；

d)火警探测器单点式，而不是连续式，存在一定的探测盲区；

e)火警探测器电气接口为接线桩形式，拆装维护不方便；

f)火警试验装置开关档位较多，操作较繁琐见图2。

另外，现有技术如CN201811340627.6一种火警探测系统所记载的火警探测方案也主要涉及感光式火警探测器、火警预警装置及告警系统，与连续式火警探测系统电气控制无关。

发明内容

本发明的目的：提供一种无需电源、可靠性高、安全性好的连续式火警探测系统及探测方法。

本发明的技术方案：一种连续式火警探测系统，其包括座舱综合显示火警告警信息单元21、火警故障测试单元22、连续式火警探测元件分离插头23、连续式火警探测元件24及电气线路，其中，所述连续式火警探测元件24包括线绳式气动探测器、火警(FIRE)高压传感器、故障(FAIL)低压传感器、连接器，所述火警(FIRE)高压传感器和故障(FAIL)低压传感器直接暴露于线绳式气动探测器内，感受线绳式气动探测器内压力变化，并与连接器电连接，火警“FIRE”高压传感器的一端与连接器23A端连接，连接器23A端通过电气线路连接座舱综合显示火警告警信息单元21的火警告警端(L ENG FIRE)，火警(FIRE)高压传感器的另一端与连接器23B端连接，连接器23B端与火警故障测试单元22的1A连接；故障(FAIL)低压传感器的一端与连接器23的C端连接，连接器23的C端与火警故障测试单元22的1B连接，故障(FAIL)低压传感器的另一端与连接器23的D端连接，连接器23的D端与地信号连接；火警故障测试单元22的3A端与接地信号连接；火警故障测试单元22的2B端与座舱综合显示火警告警信息单元21的火警故障探测端“L ENG FIRE DET”连接。

所述火警故障测试单元22包括两路接口及模拟开关，连接火警(FIRE)高压传感器的一路在模拟开关闭合时接地，给出模拟火警报警信号，测试火警报警系统线路的完整性。连接故障(FAIL)低压传感器的一路连接座舱综合显示火警告警信息单元21，模拟开关断开时，用于模拟火警探测系统故障时的故障信号，因此该模拟开关控制两路接口的接通和断开，模拟火警探测系统的报警和故障。

所述线绳式气动探测器为长毛细管，内部设置有惰性气体，在感受火警温度变化后，产生压力变化。

所述长毛细管材料为不锈钢，具有较好的密封性能以及热敏感性。

所述线绳式气动探测器环绕分布在火区，并通过卡箍固定，以避免松开移动。

隶属于不同火警探测系统的火警故障测试单元22开关集成设置在同一开关板上，便于飞行员操控。

一种基于所述的连续式火警探测系统的探测方法，当火区出现火警时，所分布的线绳式气动探测器感受到温度变化，内部惰性气体膨胀，达到压力设置值时，接通处于常开的火警(FIRE)高压传感器，使得地信号与座舱综合显示火警告警信息单元21连通，产生告警信号，实现火警探测。

所述的连续式火警探测方法，当线绳式气动探测器出现气体泄漏时，处于常闭的故障(FAIL)低压开关断开，使得座舱综合显示火警告警信息单元21无法接收用于表示线路正常的地信号，而给出故障报警。

本发明的有益效果为：本发明连续式火警探测系统及方法使用了连续式火警探测器，增加了系统的可靠性，取消了火警控制处理装置和火警告警装置，系统重量减少；减少了机上电源消耗；并实现了一键火警和故障测试功能，减轻了机组人员的负担，相对于常规火警探测技术，具体优点如下：

a)连续式火警探测系统电气控制与现有点式火警探测系统电气控制相比，取消了机上火警控制处理装置、火警告警装置，有效减少系统重量，简化电气控制过程；

b)连续式火警探测元件电气控制接口为电气插拔连接，方便拆装维护；

c)通过电气控制逻辑设计，一键实现“火警”及“故障”状态线路的模拟，减轻了机组人员负担，解决了现有火警试验装置开关档位较多，操作繁琐的问题。

附图说明

图1是现有火警探测系统结构示意图；

图2是现有火警探测系统火警试验装置示意图；

图3是本发明连续式火警探测系统结构示意图；

图4是本发明连续式火警试验单元开关安装图，

其中，1-火警控制处理装置、2-告警装置、3-二极管、4二极管、5-断路器、6-断路器、7-断路器、8-火警试验装置、9-火警试验电阻、10-火警探测器、11-火警探测器接线柱负端、12-火警探测器接线柱正端、13-火警探测器变形金属片、14-火警探测器壳体、15-左火警试验开关、16-右火警试验开关、21-火警告警信息单元、22-火警试验单元、23-火警探测元件分离插头、24-火警探测元件、31-左发动机火警故障试验单元、32-右发动机火警故障试验单元。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。

实施例1：

请参阅图3，所述一种连续式火警探测系统，是由座舱综合显示火警告警信息单元21、火警故障测试单元22、连续式火警探测元件分离插头23、连续式火警探测元件24及电气线路组成。其中，所述连续式火警探测元件24包括线绳式气动探测器、火警(FIRE)高压传感器、故障(FAIL)低压传感器、连接器，所述火警(FIRE)高压传感器和故障(FAIL)低压传感器直接暴露于线绳式气动探测器内，感受线绳式气动探测器内压力变化，并与连接器电连接，所述火警(FAIL)高压传感器和故障(FAIL)低压传感器直接暴露于线绳式气动探测器内，感受线绳式气动探测器内压力变化，并与连接器电连接。

其中，连接器具有四路输出，其第一路输出的A端与座舱综合显示系统21的“L ENGFIRE”显示接口连接；第二路输出的B端与火警故障测试单元22的1A端接口连接；第三路输出的C端与火警故障测试单元22的1B端接口连接；第四路输出的D端接地。所述火警故障测试单元22包括模拟开关以及两个接口，其一个接口在模拟开关闭合时，其3A端与火警故障测试单元22的1A端接口连通并接地；另一个接口2B端在模拟开关闭合时，与火警故障测试单元22的1B端接口连接，并连接座舱综合显示系统21的“L ENG FIRE DET”显示接口。

另外，本发明线绳式气动探测器为长毛细管，内部为中空结构，且设置有贮氢金属丝，同时充有惰性气体，当线绳式气动探测器周围温度升高，压力达到设定值时，接通电路，发出报警信息；在火焰条件下，探测器局部感受超过设定高温值时，密封在不锈钢毛细管内经过贮氢处理的金属丝释放氢气，管内气体压力立刻增加，达到阈值即可触发火警(FIRE)高压传感器。而且由于该连续式火警探测元件的线绳式气动探测器为长毛细管，可以环绕火区分布，并由卡箍固定，同时其内部为连续气体，任何一处都可以感测温度变化，从而扩大火警探测范围，实现连续探测，增加了系统的可靠性，并可直接输出火警或故障信号，无需使用原火警控制盒，减少了系统重量；另外，连续式火警探测器为插头连接，方便分离。

本发明中，所述座舱综合显示火警告警信息单元为火警告警显示单元，当连续式火警探测器的火警(FIRE)压力传感器探测到左侧动力装置火警，则火警压力传感器接通，输出接地信号给座舱综合显示系统显示火警信号“L ENG FIRE”；当连续式火警探测器的故障(FAIL)压力传感器探测到左侧内部火警探测器断路，则故障(FAIL)压力传感器断开，则座舱综合显示系统无法接收到来自故障探测线路提供的接地信号，线路断开则座舱综合显示系统显示故障信号“L ENG FIRE DET”。

请参阅图4，所述火警故障测试单元将现有的扳动开关装置更改为一键式按钮单元，通过电气逻辑设计实现一键“火警”及“故障”状态线路的模拟，减少模拟试验步骤，给飞行人员减轻了负担。

线绳式气动探测器为长毛细管，内部为中空结构，且设置有贮氢金属丝，同时充有惰性气体，当火区出现火警时，线绳式气动探测器周围温度升高，压力达到设定值时，可触发火警(FIRE)高压传感器，使得地信号与座舱综合显示火警告警信息单元21连通产生告警信号“L ENG FIRE”，实现火警探测。

在火焰条件下，探测器局部感受超过设定高温值时，密封在不锈钢毛细管内经过贮氢处理的金属丝释放氢气，管内气体压力立刻增加，达到阈值即可触发火警(FIRE)高压传感器，使得地信号与座舱综合显示火警告警信息单元21连通产生告警信号“L ENGFIRE”，实现火警探测；。

当线绳式气动探测器出现气体泄漏时，处于常闭的故障(FAIL)低压开关断开，使得座舱综合显示火警告警信息单元21无法接收用于表示线路正常的地信号，而给出故障报警“L ENG FIRE DET”。

综上所述，与现有点式火警探测技术相比，本发明取消了机上火警控制处理装置、火警告警装置，有效减少系统重量，简化电气控制过程。连续式火警探测元件电气控制接口为电气插拔连接，方便拆装维护；通过电气控制逻辑设计，一键实现“火警”及“故障”状态线路的模拟。减轻了机组人员负担，解决了现有火警试验装置开关档位较多，操作繁琐的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，另外，本发明未详尽部分均为常规技术。