一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及航空地面保障设备技术领域，具体涉及一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置及检测方法。


背景技术：

2.飞机燃油的质量是影响飞行安全的重要原因之一，飞机燃油系统是保证飞行安全的重要系统。航空燃油的吸水性使得飞机燃油中会含有水分，雨天或空气湿度较大的情况下，水蒸汽会通过油箱的通气孔进入油箱；另外，由于在飞机维护清洗及加油过程中地勤维护人员的不当操作或燃油系统密封圈老化等原因会使得大量水份进入油箱，造成燃油含水量增加。燃油中的溶解态水和油混为一体时，对飞机燃料系统工作影响不大。而当燃油中的含水量大于其最大溶水量，或当油温降低时，水从燃油中分离出来，形成可见的游离态的水，则会造成严重的燃油水污染。燃油水污染会对飞机燃油系统正常工作带来影响，影响燃油品质及流动性，造成燃油系统部件腐蚀，引发燃油滤和燃调油滤冰塞，导致发动机性能下降，严重时会导致飞机发动机发生空中停车，严重影响飞行安全。
3.根据现行航空公司实施的飞机《维修规范》规定：在飞机完成航前维护前以及加注燃油之前，地勤人员需按规定从飞机油箱主油箱和中央油箱的放油活门处对油箱燃油进行放油取样并检测。放油过程中使用的工具包括放油杆、量杯、十字螺丝刀、玻璃烧杯、燃油水份显示器、废油收纳桶、放油专用推车。具体操作过程为：地勤人员利用放油杆或十字螺丝刀按压放油活门，使活门打开，燃油流出，利用大口径量杯收集不少于2l的燃油，静置于清洁的玻璃烧杯中一段时间后，通过对光目视检查烧杯中的燃油是否透明光亮，燃油中是否存在水沉淀层进行判断燃油质量是否符合规定。若检查结果不符合要求，就要继续进行对油箱进行放油及并检查，直到采样中目视观察不到水沉淀层，并且将燃油水份显示器(化学检测试剂)投入烧杯燃油中，燃油显示器未变色为止。
4.现有技术，存在以下不足：
5.第一，采用的放油装置如放油杆及螺丝刀结构简单、简陋。利用金属柱状物顶压放油活门，外加喇叭状橡胶罩收集装置减少燃油喷溅，放出燃油通过中空金属管流入地勤人员手拿的大口径量杯进行收集。在操作过程中，需要两人配合操作，由于顶杆外突于喇叭状橡胶收集装置以外，在收集过程中，难以避免燃油喷溅到人皮肤、眼睛。由于航油燃油的铅含量较高，会对地勤人员健康带来影响。
6.第二，由于放油过程中地勤人员操作放油杆及螺丝刀用力方向偏离或者力度过大，会导致飞机蒙皮涂层划伤，导致放油活门损坏无法回位，造成油箱航油渗漏。
7.第三，整个检测过程中，放油活门施力力度、样品取样多少、目测检测判别受操作人员经验因素影响大，检测过程自动化程度低。
8.第三，整个检测过程需要不断放油、检测、再放油、再检测，过程繁琐，消耗时间长；采用的水份显示器消耗量大，且会受其密封保存情况而发生变质，所用取样容器的清洁度及水份显示器密封保存质量会对检测结果可靠性产生影响
9.综上所述，急需一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

10.本发明目的在于提供一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置，具体技术方案如下：
11.一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置，包括取样组件、检测组件以及支撑组件；
12.所述取样组件包括收集器以及设置在收集器中的电动推杆，所述电动推杆用于顶压飞机油箱的放油活门；
13.所述检测组件包括燃油管、样品检测室、激光器、伸缩杆、废油收集室以及psd位置传感器，所述样品检测室通过设置在其上的燃油管与收集器连通，所述激光器通过伸缩杆设置在样品检测室的一侧，psd位置传感器设置在样品检测室相对激光器的一侧，用于接收激光器发射的激光，所述样品检测室沿激光光路方向还设置有供激光通过的透光窗口，所述废油收集室与样品检测室连通，用于收集样品检测室中的燃油；
14.所述支撑组件与样品检测室连接用于支撑。
15.优选的，还包括与收集器连通的清洁组件，所述清洁组件包括存放有清洗液的储存器和电动泵，所述电动泵设置在存储器中且其排出口与收集器管道连通。
16.优选的，所述燃油管、废油收集室和样品检测室之间的管道以及电动泵和收集器之间的管道上还设置有控制阀。
17.优选的，所述燃油管内还设置有流量计。
18.优选的，所述支撑组件包括升降台，所述样品检测室设置在升降台上。
19.优选的，所述燃油管为锥度管，其小口端与收集器连通，大口端与样品检测室连通。
20.优选的，所述燃油管的内径为4-7cm。
21.优选的，还包括与psd位置传感器电连的位置传感器信号处理电路。
22.优选的，还包括控制组件，所述控制组件包括控制面板以及plc，所述控制面板与plc连接，plc分别与激光器、伸缩杆、psd位置传感器、电动泵、控制阀、位置传感器信号处理电路以及升降台电连，通过控制面板以及plc控制激光器、伸缩杆、psd位置传感器、电动泵、控制阀、流量计、位置传感器信号处理电路以及升降台的工作。
23.本发明还提供一种燃油水污染检测方法，使用上述燃油水污染检测装置，包括：将激光器与光学窗口平面法线垂线呈夹角设置；控制激光器发射激光，并控制伸缩杆运动，激光经透光窗口到样品检测室内液体再经对面透光窗口后，由psd位置传感器接收并传输信号给位置传感器信号处理电路；位置传感器信号处理电路输出代表光斑位移的电压信号；完成检测。
24.应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
25.(1)本发明提供了一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置，通过取样组件、检测组件以及支撑组件的组合，能够迅速对飞机燃油进行检测，解决了现有技术中依赖人工检测从而导致飞机蒙皮涂层划伤，放油活门损坏无法回位，油箱航油渗漏，人为因素影响大、
过程繁琐、时间长，水份显示器消耗量大的问题，其机理在于：将激光器与光学窗口平面法线垂线呈一定角度放置，控制激光器发射激光，并控制伸缩杆匀速运动，安装在伸缩杆带动的平台上的激光器匀速自上而下运动，激光经透光窗口到样品检测室内液体再经对面透光窗口后，由psd位置传感器接收，psd位置传感器及位置传感器信号处理电路输出相应的代表光斑位移的电压信号，当不存在水污染时，激光光斑在psd上匀速且连续移动，psd位置传感器输出与激光光斑位移相对应的连续平滑信号；当存在水污染的时候，激光在移动到燃油及水不同区域时，由于燃油与水具有对激光不同的折射率及吸收率，光径折射程度会发生变化，psd位置传感器采集的信号会出现跳跃性的电压信号。代表光斑位移的电压信号被控制装置采集从而可以判断燃油是否存在水污染；若燃油存在水污染，则控制废油收集室和样品检测室之间的管道中的控制阀打开，直至样品检测室内的液位移传感器感知检测舱里液体放完，控制废油收集室和样品检测室之间的管道中的控制阀关闭。然后再次进行样品采样，样品检测，废油收集过程，直至所采集的样品燃油中未存在水污染。
26.(2)本发明中还设置有了清洁组件，通过将清洁组件与收集器连通，当完成燃油水污染检测之后，通过清洁组件中的电动泵将清洁液泵送至收集器内，对收集器、电动推杆、燃油管、样品检测室以及整个油路通道进行冲刷清洗，以防油道内残留油液对下次检测产生污染。
27.(3)本发明中的燃油管为锥度管，燃油管采用沿油路流动方向先小后大的变截面，以降低燃油流速，减少燃油溅射。
28.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
29.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
30.图1是本发明优选实施例1中燃油水污染检测装置的整体结构示意图(未示意流量计和液体位移传感器)；
31.图2是图1中燃油水污染检测装置检测燃油时的激光折射示意图；
32.图3是图1中燃油水污染检测装置检测燃油和水的混合物时的激光折射示意图；
33.其中，1-收集器，2-电动推杆，3-燃油管，4-样品检测室，5-激光器，6-伸缩杆，7-升降台，8-废油收集室，9-万向滑轮，10-控制阀，11-psd位置传感器，12-控制组件，13-储存器，14-电动泵。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
36.实施例1：
37.参见图，一种用于飞机油箱的燃油水污染检测装置，包括取样组件、检测组件、支撑组件以及清洁组件；
38.所述取样组件包括收集器1以及设置在收集器1中的电动推杆2，所述电动推杆2用于顶压飞机油箱的放油活门，所述收集器1的形状为喇叭状，且其与飞机接触端口套有橡胶软性圈，防止防护罩与飞机蒙皮接触时对蒙皮涂层产生损伤；
39.所述清洁组件包括存放有清洗液的储存器13和电动泵14，所述电动泵14设置在存储器中且其排出口与收集器1管道连通。
40.所述检测组件包括燃油管3(燃油管3与电动推杆2同中心轴线设置)、样品检测室4(本实施例中样品检测室4内还设置有液体位移传感器，用于检测样品检测室4中的液体高度)、激光器5(本实施例中激光器5波长550～632nm)、伸缩杆6、废油收集室8以及psd位置传感器11，所述样品检测室4通过设置在其上的燃油管3与收集器1连通，所述燃油管3内还设置有流量计，所述激光器5通过伸缩杆6设置在样品检测室4的一侧，psd位置传感器11设置在样品检测室4相对激光器5的一侧，用于接收激光器5发射的激光，所述样品检测室4沿激光光路方向还设置有供激光通过的透光窗口(设置有光学玻璃的窗口)，所述废油收集室8与样品检测室4连通，用于收集样品检测室4中的燃油；
41.所述支撑组件与样品检测室4连接用于支撑，具体的，支撑组件为升降台7，所述样品检测室4设置在升降台7上。
42.在本实施例中，所述燃油管3、废油收集室8和样品检测室4之间的管道以及电动泵14和收集器1之间的管道上还设置有控制阀10。
43.在本实施例中，所述燃油管3为锥度管，其小口端与收集器1连通，大口端与样品检测室4连通。
44.在本实施例中，所述燃油管3的内径为4-7cm。
45.在本实施例中，还包括位置传感器信号处理电路。
46.在本实施例中，该包括设置在升降台7上的万向滑轮9。
47.在本实施例中，还包括控制组件12，所述控制组件12包括控制面板以及plc，所述控制面板与plc连接，plc分别与激光器5、伸缩杆6、psd位置传感器11、电动泵14、控制阀10、位置传感器信号处理电路以及升降台7电连，通过控制面板以及plc控制激光器5、伸缩杆6、psd位置传感器11、电动泵14、控制阀10、流量计、位置传感器信号处理电路以及升降台7的工作。
48.本实施例还提供一种燃油水污染检测方法，使用上述燃油水污染检测装置，包括：将激光器与光学窗口平面法线垂线呈夹角设置(夹角角度可根据实际需求选择)；控制激光器发射激光，并控制伸缩杆运动，激光经透光窗口到样品检测室内液体再经对面透光窗口后，由psd位置传感器接收并传输信号给位置传感器信号处理电路；位置传感器信号处理电路输出代表光斑位移的电压信号；完成检测。
49.应用本实施例的技术方案，具体是：
50.将燃油水污染检测装置置于相应油箱放油活门下方，通过控制组件12控制升降台7调节高度，使得喇叭状收集器1与飞机蒙皮接触，此时放油活门处于电动推杆2的正上方；控制组件12发出信号给电动推杆2，其金属导杆向飞机油箱放油活门方向伸出，放油活门在
金属导杆作用力下被顶开，燃油经放油活门流出，经金属导杆、燃油通道、流量计、控制阀10至检测舱，流量计计量燃油流量，并传输数据至控制组件12，当燃油量达到预定值时，控制组件12向电动推杆2发出控制信号，使得电机转动并带动金属导杆向远离放油活门方向运动，放油活门关闭，导杆至回至初始位置，并且控制组件12控制燃油管3中的控制阀10关闭，此时采样过程结束。
51.流至样品检测舱的样品，控制组件12在经过预定延迟时间(》10min)后，此时燃油样品中水和燃油静置分层，激光器5与光学窗口平面法线垂线呈一定角度放置，控制组件12控制激光器5发射激光，并控制伸缩杆6由上往下匀速运动，激光经透光窗口到样品检测室4内液体再经对面透光窗口后，由psd位置传感器11接收，psd位置传感器11及位置传感器信号处理电路输出相应的代表光斑位移的电压信号至控制组件12，当不存在水污染时，激光光斑在psd上匀速且连续移动，psd位置传感器输出与激光光斑位移相对应的连续平滑信号(参见图2)；当存在水污染的时候，激光在移动到燃油及水不同区域时，由于燃油与水具有对激光不同的折射率及吸收率，光径折射程度会发生变化，psd位置传感器11采集的信号会出现跳跃性的电压信号(参见图3)。代表光斑位移的电压信号被控制装置采集从而可以判断燃油是否存在水污染，若燃油存在水污染，则控制组件12控制废油收集室8和样品检测室4之间的管道中的控制阀10打开，直至样品检测室4内的液位移传感器感知检测舱里液体放完，由控制组件12控制废油收集室8和样品检测室4之间的管道中的控制阀10关闭。
52.控制组件12发出控制信号再次进行样品采样，样品检测，废油收集过程，直至psd位置传感器11采集的信号未出现跳跃性的电压信号，进一步的，此时plc输出信号，点亮控制面板上的人工检测指示灯，检测人员将燃油水份显示器投入检测舱的燃油中，若燃油水份显示器变色，则按动控制面板上手动检测按钮，控制组件12发出控制信号进行废油收集及样品采样，采样结束后，检测人员重复燃油水份显示器检测，直至控制显示器未变色为止，完成检测。
53.检测结束后，启动电动泵14，并通过控制阀10门开度，将存储器内的清洗液泵至收集器1内，对收集器1、电动推杆2、燃油管3、样品检测室4以及整个油路通道进行冲刷清洗，以防油道内残留油液对下次检测产生污染。
54.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。