一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路及预测方法技术

本发明专利技术属于航空机载电子设备的技术领域，具体涉及一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路及预测方法；预测电路包括电源模块、微控制器、存储器、通信网络、驱动采集电路、湿热检测元件以及氯氧检测元件；本发明专利技术通过实时监控螺栓的环境信息，预估机载机载电子设备螺栓锈蚀程度，解决了传统方法中螺栓锈蚀预估不准确的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路及预测方法


[0001]本专利技术属于航空机载电子设备的
，具体涉及一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路及预测方法。

技术介绍

[0002]由于飞机的运行环境复杂多变，在飞机运行过程中，运行环境涉及高低海拔的骤变以及可能出现陆地、海洋不同地域频繁变化的情况。在这个过程中，机上设备环境存在高低温循环中水蒸气冷凝、含有氯离子的海洋大气、高温高湿等易导致金属锈蚀的外部环境。当机载电子设备紧固螺栓发生锈蚀，将给设备拆卸维护造成困难，降低了机载电子设备的维修性。因此，及时维护或更换机上即将锈蚀的螺栓等金属紧固件十分必要，然而，由于不同飞机的运行环境不同，机上设备环境有很大差异，螺栓紧固件发生锈蚀的时间不尽相同。因此无法使用统一标准来精确预估锈蚀发生的时间。
[0003]当前，机上螺栓锈蚀检测主要是人工定期目检，但这种通过经验预估的传统方法存在一定的问题：检查过于频繁会有较大的人力开销；检查频率过低存在螺栓发生严重锈蚀的风险，错过最佳维护时间。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种机载机载电子设备螺栓锈蚀预测电路及预测方法，通过实时监控螺栓的环境信息，预估机载机载电子设备螺栓锈蚀程度，解决了传统方法中螺栓锈蚀预估不准确的问题。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术所采用的具体技术方案为：
[0006]一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路，包括：电源模块、微控制器、存储器、通信网络、驱动采集电路、湿热检测元件以及氯氧检测元件；
>[0007]所述电源模块用于为所述锈蚀预测电路提供持续电源；
[0008]所述微控制器为所述锈蚀预测电路的核心处理芯片，用于通过采集环境中的温度、湿度以及氯氧含量信息实现螺栓的锈蚀预测；
[0009]所述存储器用于存储所述锈蚀预测电路采集的环境信息以及用于所述微控制器计算的数据；
[0010]所述通信网络连接所述微控制器和所述机载电子设备的机载航电核心处理机，实现所述微控制器与所述机载电子设备的机载航电核心处理机之间信息的传递；
[0011]所述湿热检测元件、氯氧检测元件和驱动采集电路用于完成环境温度、湿度、氯离子含量和氧含量的采集；
[0012]所述驱动采集电路为湿热、氯氧检测元件提供驱动并完成信号采集和调理；
[0013]所述驱动采集电路还用于将湿热、氯氧检测元件的信号转换为数字信号传递给所述微控制器。
[0014]进一步的，所述驱动采集电路包含模数转换芯片、信号放大电路和滤波电路。
[0015]进一步的，所述电源模块包括蓄电池和充电管理单元。
[0016]进一步的，所述湿热检测元件包括湿度传感器和温度传感器；所述氯氧检测元件包括氯传感器和氧传感器。
[0017]本专利技术还提出基于上述锈蚀预测电路实现的一种机载电子设备螺栓锈蚀预测方法，所述锈蚀预测方法包括：建立螺栓锈蚀预测模型，通过环境中的温度、湿度、氯含量、氧含量、地理位置、海拔信息以及时间信息数据，估算螺栓锈蚀程度，输出螺栓锈蚀维护告警。
[0018]进一步的，所述微控制器基于所述锈蚀预测电路周期性采集螺栓所处环境中的温度、湿度、氯含量和氧含量信息并存储在存储器中，基于所述通信网络获取当前飞机所处的地理位置和海拔信息并存储在存储器中。
[0019]进一步的，当氯氧检测元件缺失或故障时，微控制器通过所述地理位置及海拔信息估算飞机运行大气环境中的氯离子含量和氧含量。
[0020]进一步的，所述螺栓锈蚀预测模型根据下式计算环境参量：
[0021]E＝ρ
cl
·
ρ
O
·
T
·
RH
[0022]式中，E为环境参量，表征螺栓所处的环境；T为环境温度，由所述温度传感器测得；RH为环境的相对湿度，由所述湿度传感器测得；ρ
Cl
和ρ
O
分别为大气中氯离子和氧含量。
[0023]进一步的，所述螺栓锈蚀预测模型根据下式预估螺栓锈蚀程度
[0024][0025]式中C为预测锈蚀程度；t为螺栓累计服役时间；k
e
为修正系数。
[0026]所述锈蚀预测方法还包括：当计算所得预测锈蚀程度超出锈蚀维护阈值时,所述微控制器通过通信网络给所述航电核心处理机发送锈蚀告警信息，提示锈蚀隐患；其中：
[0027][0028]式中，Wa为告警信号，C
o
为螺栓锈蚀告警门限值。
[0029]进一步的，所述微控制器通过所述地理位置及海拔信息估算飞机运行大气环境中的氯离子含量和氧含量的方法为查表法或公式计算法。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0031]图1为本专利技术具体实施方式中一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路的原理示意图；
[0032]图2为本专利技术具体实施方式中湿热检测元件布局示意图；
[0033]图3为本专利技术具体实施方式中螺栓锈蚀预测模型示意框图；
[0034]图4为本专利技术具体实施方式中螺栓锈蚀预测流程示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0036]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0037]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0038]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载电子设备螺栓锈蚀预测电路，其特征在于，包括：电源模块、微控制器、存储器、通信网络、驱动采集电路、湿热检测元件以及氯氧检测元件；所述电源模块用于为所述锈蚀预测电路提供持续电源；所述微控制器为所述锈蚀预测电路的核心处理芯片，用于通过采集环境中的温度、湿度以及氯氧含量信息实现螺栓的锈蚀预测；所述存储器用于存储所述锈蚀预测电路采集的环境信息以及用于所述微控制器计算的数据；所述通信网络连接所述微控制器和所述机载电子设备的机载航电核心处理机，实现所述微控制器与所述机载电子设备的机载航电核心处理机之间信息的传递；所述湿热检测元件、氯氧检测元件和驱动采集电路用于完成环境温度、湿度、氯离子含量和氧含量的采集；所述驱动采集电路为湿热、氯氧检测元件提供驱动并完成信号采集和调理；所述驱动采集电路还用于将湿热、氯氧检测元件的信号转换为数字信号传递给所述微控制器。2.根据权利要求1所述的锈蚀预测电路，其特征在于，所述驱动采集电路包含模数转换芯片、信号放大电路和滤波电路。3.根据权利要求1所述的锈蚀预测电路，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池和充电管理单元。4.根据权利要求1所述的锈蚀预测电路，其特征在于，所述湿热检测元件包括湿度传感器和温度传感器；所述氯氧检测元件包括氯传感器和氧传感器。5.基于权利要求1
‑
4之任一项所述的锈蚀预测电路实现的一种机载电子设备螺栓锈蚀预测方法，其特征在于，所述锈蚀预测方法包括：建立螺栓锈蚀预测模型，通过环境中的温度、湿度、氯含量、氧含量、地理位置、海拔信息以及时间信息数据，估算螺栓锈蚀程度，输出螺栓锈蚀维护告警。6.根据权利要求5所述的锈蚀预测方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仑升，赵君，张智勇，王凌伟，周前柏，黄克英，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：