专利名称:用于航空发动机点火系统的自动测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于航空发动机点火系统的自动测试系统，该自动测试系统包括：供电电源，用于向点火系统提供电源能量；电流测量装置，其耦接于该供电电源与该点火激励器之间以用于测量点火系统的输入电流；以及点火系统试验管理器，包括：通信单元，其通过串口线与该供电电源耦接以接收实际供电电压和供电频率、以及与该电流测量装置耦接以接收该输入电流；命令单元，其耦接至该通信单元，用于通过该通信单元向该供电电源发送试验参数；数据处理单元，其耦接至该通信单元，用于处理通过该通信单元接收到的测量值以获得试验数据；以及图形显示单元，其耦接至该数据处理单元以用于显示该试验数据。
【专利说明】用于航空发动机点火系统的自动测试系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及航空发动机点火系统的测试领域，尤其设及一种用于航空发动机 点火系统的自动测试系统。
【背景技术】
[0002] 常温条件下，航空发动机的点火系统功能试验主要包括连续点火功能、周期点火 功能，点火系统性能试验主要包括输入电流、输出电压、火花频率、输出电流和火花能量等 等。试验目的是为了验证在整个供电范围内是否满足点火系统功能要求及性能指标。目前 上述点火系统功能性能试验过程中，试验数据的记录W及试验条件的输入（即试验过程点 火系统试验点的供电电压和频率）均需要人工完成。
[0003] 该样做的缺点是；1)每完成一个试验点的测试，需求手动设定下一个试验点的测 量参数，浪费了试验时间，增加了人力成本；2)试验员通过读取秒表形式控制点火系统工 作时间，无法精确到分秒不差，导致试验时间不满足试验的标准性；3)试验员在很短的点 火时间内要同时记录多项试验数据（如输入电流和火花频率），不可能做到数据的同步性； 4)由于试验数据的记录依赖于试验人员的记录，而致使试验数据记录不合理、试验数据记 录点少等问题，从而给点火系统的性能评估、性能变化趋势分析W及设计改进带来困难。
[0004] 因此，本领域需要一种能够更加全面、准确地自动测试点火系统的测试系统。 实用新型内容
[0005] 为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种用于航空发动机点火系统的自动测 试系统。
[0006] 根据本实用新型的一方面，提供了一种用于航空发动机点火系统的自动测试系 统，该航空发动机点火系统包括点火激励器、点火电缆和点火电嘴，其特征在于，该自动测 试系统包括：
[0007] 供电电源，用于向点火系统提供电源能量；
[000引 电流测量装置，其禪接于该供电电源与该点火激励器之间W用于测量点火系统的 输入电流；W及
[0009] 点火系统试验管理器，包括：
[0010] 通信单元，其通过串口线与该供电电源禪接W接收实际供电电压和供电频率、W 及与该电流测量装置禪接W接收该输入电流；
[0011] 命令单元，其禪接至该通信单元，用于通过该通信单元向该供电电源发送试验参 数；
[0012] 数据处理单元，其禪接至该通信单元，用于处理通过该通信单元接收到的测量值 W获得试验数据；W及
[0013] 图形显示单元，其禪接至该数据处理单元W用于显示该试验数据。
[0014] 在一实例中，该点火系统试验管理器还包括；数据存储单元，该数据存储单元禪接 至该数据处理单元w用于存储该试验数据。
[0015] 在一实例中，该自动测试系统还包括；频率测量装置，W用于测量该点火电嘴处的 火花频率，该通信单元通过串口线禪接于该频率测量装置W接收该火花频率。
[0016] 在一实例中，该点火电嘴通过点火电缆与该点火激励器禪接。
[0017] 在一实例中，该点火激励器禪接于点火电缆，该点火电缆通过单巧电线禪接至该 点火电嘴的输入端，该自动测试系统还包括；高压探测器，该高压探测器禪接至该点火电嘴 的输入端W测量输出电压；W及示波器，该示波器禪接至该高压探测器W接收该输出电压， 该通信单元通过串口线禪接至该示波器W接收该输出电压。
[0018] 在一实例中，该点火电嘴具有电嘴输入端连接件W用于引出该点火电嘴的输入端 中屯、电极，该单巧电线禪接该电嘴输入端连接件和该点火电缆的中屯、电极，其中，该高压探 测器的两个探头分别禪接至该电嘴输入端连接件和该点火电嘴的外壳W测量该输出电压。
[0019] 在一实例中，自动测试系统还包括；电流互感器，该电流互感器禪接至该单巧电线 W测量输出电流，该示波器禪接至该电流互感器W接收该输出电流并将其输入至该通信单 J L 〇
[0020] 在一实例中，该电流互感器的感应套环被该单巧电线穿过W感测该输出电流。
[0021] 在一实例中，该点火激励器禪接于点火电缆，该点火电缆与该点火电嘴断开，该自 动测试系统还包括；高压探测器，该高压探测器禪接至该点火电缆W测量输出电压；W及 示波器，该示波器禪接至该高压探测器W接收该输出电压，该通信单元通过串口线禪接至 该示波器W接收该输出电压。
[0022] 在一实例中，该高压探测器的两个探头分别禪接至该点火电缆的外壳和中屯、电极 W测量该输出电压。
[0023] 在一实例中，该数据处理单元禪接至该命令单元，该数据处理单元还用于响应于 该试验数据超出阔值触发故障信号，W及该命令单元响应于该故障信号通过该通信单元向 该供电电源发送切断电源命令。
[0024] 在一实例中，该试验参数包括试验点、每个试验点的供电电压和供电频率、试验点 处通电时间、两试验点间的断电时间中的至少一者。
[0025] 本实用新型针对现有技术的不足，提出一种航空发动机点火系统自动测试系统。 在进行点火系统常规功能性能试验过程中，可自动完成相应的试验，并完成地记录整个试 验过程中试验数据。相对于传统技术，其改进点在于使得试验人员从手动劳动中得到解放， 通过简单设置试验参数后，试验台会自动完成整个试验过程，包括点火系统供电电压和频 率的控制、供电电源通断的控制、试验数据的处理、试验数据的记录、W及整个试验过程中 的状态监视等。
[0026] 根据本实用新型的自动测试系统提高了试验效率，节省了试验时间，可W实时监 测点火系统工作状态，保障试验安全进行。而且可W自动保存试验条件（包括试验点、试验 点处的电压和频率等信息）、试验数据（包括输入电流、火花频率、输出电流、输出电压和火 花能量等信息），为点火系统的性能评估、性能变化趋势分析W及设计改进带来数据支撑。
【附图说明】
[0027] 在结合W下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用 新型的上述特征和优点。
[002引图1是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统的自动测试 系统的测试架构的框图；
[0029] 图2是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统的自动测试 系统的另一测试架构的框图；
[0030] 图3是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统的自动测试 系统的另一测试架构的框图。
[0031] 为清楚起见，W下给出附图标记的简要说明：
[0032] 100;自动测试系统
[003引 110 ;点火系统试验管理器
[0034] 111 ;通信单元
[0035] 112;命令单元
[0036] 113;数据处理单元
[0037] 114;图形显示单元
[003引 115;数据存储单元
[0039] 120;供电电源
[0040] 130;电流测试装置
[0041] 140;频率测量装置
[00创 150;局压换测器
[0043] 160 ;电流互感器
[0044] 161 ;电流互感器的感应套环
[0045] 170 ;示波器
[0046] 200;点火系统
[0047] 210;点火激励器
[0048] 220;点火电嘴
[0049] 221;中屯、电极
[0化日]222 ;电嘴输入端连接件 [005U 230;点火电缆
[0052] 231;中屯、电极
[0化引 240;单巧电线
【具体实施方式】
[0054] W下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，W下结合附图和具 体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何 限制。
[0055] 鉴于现有技术的上述缺陷，根据本实用新型的自动测试系统设计有点火系统试验 管理器，在功能试验时，可W设定点火时间、点火间隔、供电电压和供电频率等信息，并自动 控制点火供电电源的通断完成整个试验过程，同时记录试验过程中的输入电流和火花频 率。整个试验过程可W连续完成连续点火功能试验和周期点火功能试验，且在实验过程中 可实时监视输入电流，如输入电流超出阔值可切断点火供电电源，w保护点火系统。
[0056] 在性能试验时，点火系统试验管理器可设定试验点的供电电压和频率、试验点的 供电时间、试验点之间的时间间隔等信息，并自动控制点火系统供电电源的通断完成整个 试验过程，同时记录试验过程中的输入电流、火花频率、输出电压和输出电流等信息。点火 系统试验管理器可具有保护机制。在进行火花频率和输出电流性能试验过程中可实时监视 输入电流，如输入电流超出阔值可切断点火供电电源，W保护点火系统。在进行输出电压性 能过程中可实时监视输入电流和输出电压，如输入电流和输出电压任一数值超出对应的阔 值可切断点火供电电源，W保护点火系统。在进行输出电流和火能量性能试验过程中可实 时监视输入电流和输出电流，如输入电流和输出电流任一数值超出对应的阔值可切断点火 供电电源，W保护点火系统。
[0化7] 图1是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统200的自动测 试系统100的测试架构的框图。该测试架构可用于点火系统连续点火试验和周期点火功能 试验，W及输入电流和火花频率性能试验。
[0化引如图1所示，点火系统200可包括点火激励器210和点火电嘴220。正常工作中， 点火电嘴220可通过点火电缆与点火激励器210禪接。
[0化9]自动测试系统100可包括点火系统试验管理器110,后者的功能主要是设定试验 参数W完成自动测试。自动测试系统100还可包括供电电源120 W用于为点火系统200提 供电源能量，其中提供电源能量的主要参数是供电电压和供电频率。供电电源120中可包 括电源供电开关W控制电源的通断。
[0060] 自动测试系统100还可包括用于测量目标值的相应测量装置。取决于不同的测量 目标值，可具有各种测量装置。如图1所示，在用于点火系统连续点火试验和周期点火功能 试验，W及输入电流和火花频率性能试验的架构中，自动测试系统100可包括电流测量装 置130和频率测量装置140。
[0061] 电流测量装置130可安装在供电电源120和点火激励器210之间，用来测量点火 系统200的输入电流。电流测量装置130本身即可W显示电流大小。频率测量装置140可 用于测量点火电嘴220处的火花频率。
[0062] 点火系统试验管理器110可包括通信单元111、命令单元112、数据处理单元113、 图形显示单元114、W及数据处理单元115。在外部，通信单元111可通过串口线禪接至供 电电源120、电流测量装置130、W及频率测量装置140。在内部，通信单元111可禪接至命 令单元112和数据处理单元113。命令单元112可通过通信单元111向供电电源120发送 供电通断命令。特别地，命令单元112可通过通信单元111向供电电源120发送试验参数， 例如供电电压和供电频率。供电电源120可通过通信单元111实时地反馈向点火系统200 实际提供的供电电压和供电频率。电流测量装置130和频率测量装置140可分别向通信单 元111反馈测得的输入电流、W及火花频率。
[0063] 数据处理单元113可对通信单元111接收到的测量值进行处理，例如放大、滤波、 去噪等等，W获得试验数据，并将该试验数据提供给图形显示单元114 W供显示。数据处理 单元113还可将试验数据存储在数据存储单元115中。较优地，数据处理单元113还可在 试验数据超出阔值时触发故障信号。例如在试验数据超过其规定的范围时，或者在供电电 压或频率超过点火系统200要求的范围时，会向命令单元112发送故障信号。命令单元112 响应于故障信号可向供电电源120发送切断电源命令。
[0064] 如图1所示的架构可用于成点火系统的连续点火和周期点火功能试验，及输入电 流和火花频率性能试验。试验时，将点火激励器210、点火电缆230和点火电嘴220连接，并 在供电电源120输出端与点火激励器210的电源输入端接入电流测量装置130,并把频率测 量装置140放置在能够感应到点火电嘴220放电的合理位置。最后通过串口线分别将供电 电源120、电流测量装置130和频率测量装置140连接到点火系统试验管理器110。
[00化]在开始连续点火功能试验前，通过命令单元112设置供电电源120输出的电压和 频率、W及供电电源120供电时间。在命令单元112向供电电源120发送电源'接通'命令 后，开始连续点火试验。试验过程中供电电源120会把当前实际的供电电压和频率传输给 点火系统试验管理器110。电流测量装置130实时采集输入电流并把数值传输给点火系统 试验管理器110,同样频率测量装置140实时采集火花频率并将数值传输给点火系统试验 管理器110。同时数据处理单元113会对供电电压、供电频率、输入电流、火花频率进行处 理，处理后得到的试验数据会同时发生给数据存储单元115 W保存试验数据、图形显示单 元114 W观看试验信息状态。数据处理过程中如果发现供电电压或频率超过其阔值，数据 处理单元113则会向命令单元112发送故障信号，然后命令单元112会向供电电源120发 送切断电源开关命令。
[0066] 在开始周期点火功能试验、输入电流和火花频率性能试验前，通过命令单元112 可设置试验点数，每个试验点的供电电压和频率，试验点处通电时间，两试验点之间的断电 时间。待设置好试验参数后命令单元112向供电电源120发送'接通'命令，开始试验。试 验过程中的数据处理、存储、显示W及故障处理与连续点火试验相同。
[0067] 图2是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统200的自动测 试系统100的另一测试架构的框图。该测试架构可用于点火系统输出电流和火花能量性能 试验。
[0068] 如图2所示，为了执行点火系统输出电流和火花能量性能试验，自动测试系统100 还可包括高压探测器150、电流互感器160 W及与该两者禪接的示波器170。高压探测器 150可禪接至点火电嘴220的输入端W测量输出电压，而电流互感器160可用于测量输出电 流。示波器170可接收来自电流互感器160和高压探测器150的输出电流和输出电压并能 够显示该输出电流和输出电压的数值大小。同时，示波器170还可通过串口线禪接至通信 单元111，从而能够将输出电流和输出电压信号通过串口线传给点火系统试验管理器110。
[0069] 如图2所示的架构可用于点火系统输出电流和火花能量性能试验。试验时，将点 火激励器210和点火电缆230连接。通过电嘴输入端连接件222将点火电嘴220的输入端 中屯、电极221引出。用单巧电线240连接点火电缆230的中屯、极231和电嘴输入端连接件 222,连接过程中使电嘴输入端连接件222穿过电流互感器160的套环161。高压探测器150 的两个探头分别连接到电嘴输入端连接件222和点火电嘴220的外壳。
[0070] 在供电电源120输出端与点火激励器210的电源输入端之间接入电流测量装置 130,并把频率测量装置140放置在能够感应到点火电嘴220放电的合理位置。最后通过串 口线分别把供电电源120、电流测量装置130、频率测量装置140和示波器170连接到点火 系统试验管理器110的通信单元111。
[0071] 在开始输出电流和火花能量前，通过命令单元112可设置参数，包括试验点数，每 个试验点的供电电压和频率，试验点处通电时间，两试验点之间的断电时间等。待设置好试 验参数后命令单元112可向供电电源120发送'接通'命令，开始试验。同时数据处理单元 113可对供电电压、供电频率、输入电流、输出电流、输出电压和火花频率进行处理，包括根 据公式"火花能量=￡电压X电流"计算火花能量，处理后的试验数据会同时发生给数据存 储单元115 W保存试验数据、图形显示单元114 W观看试验信息状态。数据处理过程中如 果发现供电电压或频率超过其阔值，数据处理单元113可向命令单元112发送故障信号，然 后命令单元112可向供电电源120发送切断电源开关命令。
[0072] 图3是示出了根据本实用新型的一方面的用于航空发动机点火系统200的自动测 试系统100的另一测试架构的框图。该测试架构可用于点火系统的输出电压性能试验。
[0073] 点火电缆230在接点火电嘴（参见图1、2)与不接点火电嘴220时，输出电压相差 较大。由于点火电嘴220的放电，可W释放掉相当大的输出电压。点火系统的输出电压性 能试验是要测量在没有点火电嘴220释放电压的情况下的输出电压。
[0074] 试验时，将点火激励器210和点火电缆230连接，但是点火电缆230与点火电嘴断 开。在供电电源120输出端与点火激励器210的电源输入端之间接入电流测量装置130。 高压探测器150的两个探头分别连接到点火电缆230的外壳和点火电缆230的中屯、电极 231。把高压探测器150与示波器170连接。最后通过串口线分别把供电电源120、电流测 量装置130和示波器170连接到点火系统试验管理器110的通信单元111。
[0075] 在开始输出电压性能试验前，通过命令单元112设置点火系统供电电源120的供 电电压和频率、W及供电电源120供电时间。命令单元112向供电电源120发送'接通'命 令，开始连续点火试验。试验过程中供电电源120会把当前实际的供电电压和频率传输给 点火系统试验管理器110,高压探测器150实时采集输出电压传输给点火系统试验管理器 110。试验过程中的输出数据处理、存储、显示W及故障处理与连续点火试验相同。
[0076] 本实用新型的自动测试系统使得点火系统常规功能性能试验形式由手动变为自 动成为一种可能。试验过程中不仅可W实时监控点火系统试验状态，而且为点火系统性能 评估、性能变化趋势分析W及设计改进提供更多的数据支持。同时可根据本文的架构设计 出适合自己的点火系统功能性能试验软件，W满足自身点火系统试验的需要。文中较全面 地给出了 =种比较典型的示例，但是本领域的技术人员可根据具体需求设计出满足自身需 求的测试架构。
[0077] 本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑单 元、模块、电路、和步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或该两者的组合。各种解说性组件、 框、模块、电路、和步骤在上面是W其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性具体如何 实现取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不 同的方式来实现所描述的功能性，但该样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范 围。
[007引提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的 各种方面。但是应该理解，本实用新型的保护范围应当W所附权利要求为准，而不应被限定 于W上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本实用新型的精神和范围内， 可W对各实施例进行各种变动和修改，该些变动和修改也落在本实用新型的保护范围之 内。
【权利要求】
1. 一种用于航空发动机点火系统的自动测试系统，所述航空发动机点火系统包括点火 激励器、点火电缆和点火电嘴，其特征在于，所述自动测试系统包括： 供电电源，用于向点火系统提供电源能量； 电流测量装置，其耦接于所述供电电源与所述点火激励器之间以用于测量点火系统的 输入电流；以及 点火系统试验管理器，包括： 通信单元，其通过串口线与所述供电电源耦接以接收实际供电电压和供电频率、以及 与所述电流测量装置耦接以接收所述输入电流； 命令单元，其耦接至所述通信单元，用于通过所述通信单元向所述供电电源发送试验 参数； 数据处理单元，其耦接至所述通信单元，用于处理通过所述通信单元接收到的测量值 以获得试验数据；以及 图形显示单元，其耦接至所述数据处理单元以用于显示所述试验数据。2.如权利要求1所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 点火系统试验管理器还包括： 数据存储单元，所述数据存储单元耦接至所述数据处理单元以用于存储所述试验数 据。3.如权利要求1所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，还包 括： 频率测量装置，以用于测量所述点火电嘴处的火花频率，所述通信单元通过串口线耦 接于所述频率测量装置以接收所述火花频率。4.如权利要求3所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 点火电嘴通过点火电缆与所述点火激励器耦接。5.如权利要求3所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 点火激励器耦接于点火电缆，所述点火电缆通过单芯电线耦接至所述点火电嘴的输入端， 所述自动测试系统还包括： 高压探测器，所述高压探测器耦接至所述点火电嘴的输入端以测量输出电压；以及 示波器，所述示波器耦接至所述高压探测器以接收所述输出电压，所述通信单元通过 串口线耦接至所述示波器以接收所述输出电压。6.如权利要求5所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 点火电嘴具有电嘴输入端连接件以用于引出所述点火电嘴的输入端中心电极，所述单芯电 线耦接所述电嘴输入端连接件和所述点火电缆的中心电极， 其中，所述高压探测器的两个探头分别耦接至所述电嘴输入端连接件和所述点火电嘴 的外壳以测量所述输出电压。7.如权利要求5所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，还包 括： 电流互感器，所述电流互感器耦接至所述单芯电线以测量输出电流，所述示波器耦接 至所述电流互感器以接收所述输出电流并将其输入至所述通信单元。8.如权利要求7所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 电流互感器的感应套环被所述单芯电线穿过以感测所述输出电流。9. 如权利要求1所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 点火激励器耦接于点火电缆，所述点火电缆与所述点火电嘴断开，所述自动测试系统还包 括： 高压探测器，所述高压探测器耦接至所述点火电缆以测量输出电压；以及 示波器，所述示波器耦接至所述高压探测器以接收所述输出电压，所述通信单元通过 串口线耦接至所述示波器以接收所述输出电压。10. 如权利要求9所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 高压探测器的两个探头分别耦接至所述点火电缆的外壳和中心电极以测量所述输出电压。11. 如权利要求1所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 数据处理单元耦接至所述命令单元，所述数据处理单元还用于响应于所述试验数据超出阈 值触发故障信号，以及所述命令单元响应于所述故障信号通过所述通信单元向所述供电电 源发送切断电源命令。12. 如权利要求1所述的用于航空发动机点火系统的自动测试系统，其特征在于，所述 试验参数包括试验点、每个试验点的供电电压和供电频率、试验点处通电时间、两试验点间 的断电时间中的至少一者。
【文档编号】F02P17-12GK204299767SQ201420734986
【发明者】刘国建, 陶金伟, 吕晓武 [申请人]中航商用航空发动机有限责任公司