一种机载过载传感器设备的万向监测方法与流程

1.本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种机载过载传感器设备的万向监测方法。


背景技术：

2.在民用航空电子领域中飞机坠毁时会出现各种各样的情况，当飞机的供电系统损坏时，会启动独立电源进行供电10分钟记录重要信息，当飞机的供电系统未损坏时，避免出现救援人员不能及时到达现场，而座舱音频记录器一直处于工作状态，记录各种无效的信息将坠机时刻重要的信息覆盖。机载过载传感器设备能很好的解决这一问题，过载传感器能监测到飞机的过载情况，从而能及时的切断座舱音频记录系统的供电电源，避免出现上述情况。但是，传统的过载传感器只能监测到一个方向的过载情况，对此情况一架飞机上往往需要安装多个传感器进行监测来自不同方向的撞击，随着技术的不断发展，可以将多个过载传感器集成到一个设备上面。该方式虽然对过载传感器进行了集成，减少了过载传感器的装机数量，但是判断过程的本质原理还是与原方式保持一直，并无改变。都是通过过载传感器某个方向的加速度值是否超过一定的阈值来判断，这种方法的缺陷在于飞机受到的撞击时是可能来自各个方向的，不可能每次撞击都与过载传感器的六个轴向保持相似，假设飞机突然受到大于6个g的加速度时，判定飞机已经发生撞击有解体的可能，按照原方法计算就有可能出现，三个轴向都监测到受到的加速度值为3.464g，此时飞机已经受到撞击或者解体，但是按照原方法并不能做出有效的判断。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种机载过载传感器的万向监测方法，使过载传感器能够准确感知来自飞机所受撞击的方向和强度，从而做出准确的判断以对座舱音频记录器进行断电。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
5.提供一种机载过载传感器设备的万向监测方法，适用于机载音频记录器的供电控制，机载安装有电源模块、三轴向加速度器和过载开关，电源模块为三轴向加速度器提供电源，且所述音频记录器通过过载开关与所述电源模块连接，所述方法包括：
6.三轴向加速度器实时获取机载三个轴向的加速度，确定机载实时的矢量加速度；
7.确定机载的撞击阈值，并判断机载当前实时的矢量加速度是否大于所述撞击阈值，如是，所述过载开关动作，驱动所述电源模块停止向机载音频记录器供电，如否，判定为机载晃动，所述过载开关不进行断开，所述电源模块持续向机载音频记录器供电。
8.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
9.本案所提供的装置，当发生撞击时，做出更加准确的判断，从而及时的断开机上电源，停止座舱音频记录器的工作，最大限度的保留坠毁幸存的音频数据。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需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发明的一些实施例，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他的附图。
11.图1本发明座舱音频记录器系统模型图；
12.图2本发明过载传感器的内部原理图；
13.图3本发明量值计算过程原理图。
具体实施方式
14.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明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，在没有背离本发明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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
15.需要说明的是，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。基于本发明，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。
16.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发明的基本构想，图式中仅显示与本发明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。
17.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
18.飞机上的座舱音频记录器系统一般由记录器独立电源、过载传感器、座舱音频记录器、音频监控器、拾音器等组成，其中独立电源的作用的当机上供电电源损坏后，独立电源可以供电10分钟，记录下重要的信息，过载传感器的作用是避免坠机时机上供电电源系统未损坏，座舱音频记录器一直处理工作状态，导致有效信息被覆盖。
19.本案提供的机载过载传感器设备的万向监测方法，适用于机载音频记录器的供电
控制，如图1所示，机载安装有电源模块、三轴向加速度器和过载开关，电源模块为三轴向加速度器提供电源，且音频记录器通过过载开关与电源模块连接，如图2所示，所述方法包括：
20.s101：三轴向加速度器实时获取机载三个轴向的加速度，确定机载实时的矢量加速度；
21.s102：确定机载的撞击阈值，并判断机载当前实时的矢量加速度是否大于撞击阈值，如是，过载开关动作，驱动电源模块停止向机载音频记录器供电，如否，判定为机载晃动，过载开关不进行断开，电源模块持续向机载音频记录器供电，具体的：
22.如图3所示，确定机载实时的矢量加速度大小的方法包括：飞机在空中飞行且以一定倾斜的角度飞行时，三轴向加速度器实时采集机上三个轴向的加速度x、y和z，飞机所受到的合力加速度为a2＝(x－x1)2+(y－y1)2+(z－z1)2，公式中的x1、y1、z1为重力加速度在三个轴向的分力加速度，且x1、y1、z1应满足x
12
+y
12
+z
12
＝1，或是，
23.当飞机水平飞行时，确定机载实时的矢量加速度大小的方法包括：
24.所受到的合力加速度为a2＝x2+y2+(z－1)2其中，z－1代表的为垂直方向所受到的加速度除去飞机本身受到的重力加速度。矢量加速度方向采用几何法可确定，当前受力方向与x轴的夹角为：
[0025][0026]
当前受力方向与y轴的夹角为：
[0027][0028]
当前受力方向与z轴的夹角为：
[0029]ax
、ay、az分别为所受到的飞机所受到的撞击方向与x轴y轴z轴的夹角。
[0030]
本发明所设计的过载传感器，可以有效减少飞机安装多个单轴向传感器的情况，通过集成式设计，可减少飞机的重量和成本，并且，可以具体到撞击的方向和强度，从而避免了只通过某一轴向量值的大小做出判断，通过这种方式做出的判断结果更加准确。通过三轴向传感器采集到的三个轴向的加速度数据，进行数据融合最终得出飞机所受到的实际撞击的方向和强度，从而进一步做出是否切断电源的判断，最大限度的增加飞机坠毁时的数据的幸存度。
[0031]
上述方案中的过载开关可复位，能够重复多次使用。
[0032]
电源模块除了为其他模块提供稳定的电力供应外也将承担故障上报的功能，三轴向传感器将采集到的三个轴向的加速度进行融合后，将具体数据传输给过载开关，过载开关完成决断。三轴向传感器采集到三个轴向的加速度后首先要先去除重力加速度的量值之后，将三个轴向的加速度融合后给出具体的量值大小和受力的方向。过载开关根据三轴向传感器最终计算得出的加速度量值大小和方向，做出判断是否切断座舱音频记录器的供电电源。
[0033]
以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对
发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。