一种电通道短路报警装置的制作方法

本发明涉及航空测控技术领域，是一种保障产品与检测设备交联时现场安全，并及时定位故障的装置，具体为一种电通道短路报警装置。

背景技术：

航空控制类产品的控制信号回路较多，且开关量信号比例较大。在产品与检测设备交联时，存在多种导致现场发生意外短路故障的风险，短路不但影响工作现场安全，而且会造成科研进度和经济的损失。

以往在测试过程中，通常采用将自恢复熔断器件安装到检测设备的电子模块中的方式，利用其过流发热产生电流阻断的效应，达到短路保护目的。该方法可以保障测试、调试安全性，但是其存在以下不足之处：由于自恢复熔断器本身存在一定阻抗(约0.5-5欧姆)，器件串联在测试通道中，存在对测试精度和指标产生影响的可能；对于故障定位的帮助有限，很多情况下需要测试人员利用专业知识进行推理判断，并进行验证才能定位故障通道。

技术实现要素：

本发明的目的是：综合发热阻断、位置感知和巡检报警三个环节，在短路故障发生后，及时保护短路通道，并上报故障发生的具体位置。能够保障电子产品测试现场的安全性；及时警示并智能定位短路故障发生点。

为实现上述目的，本发明提出了一种电通道短路报警装置，其特征在于：包括若干组保护敏感集成模块、报警指示电路；

所述保护敏感集成模块由自恢复熔断器与热敏电阻通过导热材料集成封装组成，自恢复熔断器与热敏电阻相互贴合；

所述自恢复熔断器能够接入测试设备与待测产品之间的某一测试通道中；所述热敏电阻处于报警指示电路中；所述报警指示电路能够根据热敏电阻的阻值变化，实现报警信号输出和故障通道定位。

进一步的优选方案，所述一种电通道短路报警装置，其特征在于：所述报警指示电路采用发光器件与热敏电阻串联，报警指示电路能够根据热敏电阻的阻值变化，实现指示灯亮度发生变化。

进一步的优选方案，所述一种电通道短路报警装置，其特征在于：所述报警指示电路采用单片机依次采集各个测试通道中热敏电阻的电压，并与门限值进行比较，得到各个测试通道的通道状态，并报给上位机。

进一步的优选方案，所述一种电通道短路报警装置，其特征在于：所述导热材料采用导热硅胶材料。

进一步的优选方案，所述一种电通道短路报警装置，其特征在于：采取可拆卸适配器形式，在测试设备与待测产品交联初期，将报警装置安装至待测产品与检测设备中间，待完成接口互联安全的确认后，将报警装置撤除。

有益效果

根据上述技术方案可以看出，采用本发明能够保障电子产品调试、测试现场的安全性，避免短路引起的各种损失；另一方面，可以及时警示并智能定位短路故障发生点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：电通道短路报警工作原理图；

图2：测试现场短路报警连接图；

图3：多路采集热敏电阻分压原理图；

图4：报警电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

自恢复熔断器具备灵敏的温度——阻抗相关性，即高温高阻、低温低阻特性。在常温情况下，自恢复熔断器保持低阻抗特征，当测试通道中的电流值超过设计的保护阈值时，会有较大的电流通过自恢复熔断器，产生热量，此时器件高温高阻特性将会快速阻断电流；在短路解除后，随着温度下降，自恢复熔断器的阻值将恢复到低阻状态。

以往在测试过程中，通常采用将自恢复熔断器件安装到检测设备的电子模块中的方式，利用其过流发热产生电流阻断的效应，达到短路保护目的。该方法可以保障测试、调试安全性，但是其存在以下不足之处：由于自恢复熔断器本身存在一定阻抗(约0.5-5欧姆)，器件串联在测试通道中，存在对测试精度和指标产生影响的可能；对于故障定位的帮助有限，很多情况下需要测试人员利用专业知识进行推理判断，并进行验证才能定位故障通道。

为解决上述问题，本发明将自恢复熔断器与热敏电阻集成封装在一起，在自恢复熔断器温度变化时，会产生热量，引发热敏电阻的阻值变化，导致串联在检测回路的外部指示灯亮度发生变化，同时，利用智能巡检电路对报警信号进行监控，可以实现故障通道的定位，其巡检/报警数据也可通过总线传输，完成报警和指示，工作原理图如图1所示。

基于上述原理，本实施例中的电通道短路报警装置，包括若干组保护敏感集成模块、报警指示电路；所述保护敏感集成模块由自恢复熔断器与热敏电阻通过导热硅胶材料集成封装组成，自恢复熔断器与热敏电阻相互贴合；所述自恢复熔断器能够接入测试设备与待测产品之间的某一测试通道中；所述热敏电阻处于报警指示电路中；所述报警指示电路能够根据热敏电阻的阻值变化，实现报警信号输出和故障通道定位。

本发明采取可拆卸适配器形式，使其作为一种保障测试安全的装置。在测试设备与待测产品交联初期，将适配器安装至待测产品与检测设备中间，待完成接口互联安全的确认后，可以将其撤除，以消除保护电路对测试回路可能产生的影响，连接示意图如图2所示。

本发明提供了指示灯和通讯总线两种定位故障的方法，可供现场灵活采用。

把同型号、同规格的热敏电阻Rn与自恢复熔断器贴合封装后排成一个阵列，热敏电阻的阻值V就是其中：V_cc为一个常量电压值；Rn为热敏电阻的阻值；R为与热敏电阻组成分压电路的电阻值；V_Rn为热敏电阻上的分压电压值。

热敏电阻采用负温度系数热敏电阻，当某一通道短路时，自恢复熔断器产生热量，使热敏电阻温度升高，热敏电阻的阻值变小，从而使热敏电阻上的分压V_Rn发生变化，运用单片机控制多路模拟开关的选通，从上到下依次采集阵列中各个测试通道的热敏电阻上的电压。在单片机内把热敏电阻阵列的热敏电阻上采集来的电压V_Rn值逐个与预先设计好的门限电压值相比较。当小于或等于门限值时结果等于0，大于门限值时结果为1，比较一轮完成后，将各通道状态数据通过RS232总线上传到上位机。然后又重新从阵列的起始端重新开始扫描，如此反复的采集、比较得出各通道的状态是否正常。

报警电路结构图如图4所示：

热感应电路部分由统一规格与型号的热敏电阻和电阻连接起来的电路，主要完成对自恢复熔断器温度的感应和信号提取；

多路选择电路部分以模拟多路开关芯片为中心组成的电路，主要完成热敏电阻阵列中单个热敏电阻的选择；

微处理器部分以MSP430单片机为核心组成电路，主要完成多路开关的控制，对信号进行A/D转化、比较、控制及结果的发送；

数据输出电路部分以RS232芯片为核心设计的通信电路，主要完成现场短路报警装置与上位机的通信及结果上报。

本发明还涉及到了发热感知器件的选取。发热感知器件的主要有热敏电阻和热电偶两种。

与热电偶相比,热敏电阻具有以下优点：体积小、连线简单、输出信号很大，当温度变化范围为+40℃～-40℃时，热敏电阻的变化范围为500～20KΩ；对巡检采样电路设计的要求不高,只需要1欧姆的采样分辨率,就可以达到0.02℃以上的测量精度。因此，热敏电阻的测量精度比热电偶的高很多，同时不需要冷端温度补偿,实验室内及外场使用都很方便。另外，因为热敏电阻是电阻测量方式，对引线要求不高,不易受电磁干扰，引线使用一般导线即可，而热电偶需要设计温度补偿回路，至少需要三根以上连接线。

考虑到功耗因素，本发明采用负温度系数的热敏电阻作为传感器元件，其电气特征是：电阻值随温度的升高而减小，这样设计，也可以使报警指示灯在非正常状态下处于不被点亮的状态。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。