裝甲車輛電源系統(tǒng)原位檢測儀研究與設(shè)計

黃捷音，李光升，董今朝，謝永成

(1.裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072；2.63978部隊，河南 洛陽 471099)

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裝甲車輛電源系統(tǒng)原位檢測儀研究與設(shè)計

黃捷音1，李光升1，董今朝2，謝永成1

(1.裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072；2.63978部隊，河南 洛陽 471099)

摘要:為了提高裝甲車輛電源系統(tǒng)的故障診斷能力，文中研究設(shè)計了裝甲車輛電源系統(tǒng)原位檢測儀，論述了電源系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)，分析了現(xiàn)行保障條件，根據(jù)其存在的不足，提出了研制電源系統(tǒng)原位檢測儀的意義所在。從硬件設(shè)計與軟件實(shí)現(xiàn)兩方面對原位檢測儀進(jìn)行了研究設(shè)計，并通過實(shí)車聯(lián)調(diào)檢測，驗(yàn)證原位檢測儀的重要作用。

關(guān)鍵詞：電源系統(tǒng)；故障診斷；原位檢測

0　引　言

維修檢測是裝甲機(jī)械化部隊后勤保障的重要環(huán)節(jié)，是保持裝甲車輛戰(zhàn)斗力水平的重要措施。裝甲車輛電源系統(tǒng)作為裝甲車輛電氣系統(tǒng)的重要組成部分，其任何一種故障，都可能導(dǎo)致全車用電設(shè)備的工作不正?；蛲Ｖ构ぷ鱗1]。因此，進(jìn)行裝甲車輛電源系統(tǒng)維修檢測技術(shù)研究，對提高電源系統(tǒng)故障診斷能力具有十分重要的意義。

目前為止，我軍現(xiàn)役裝甲裝備仍處在一個不斷更新?lián)Q代的過程中，新老裝備共存，型號種類眾多，往往在同一部隊裝備著多種型號的裝甲車輛，加之不斷應(yīng)用的新設(shè)備、新技術(shù)，給部隊維修檢測帶來了前所未有的壓力[2]。在電源系統(tǒng)維修檢測方面問題尤為突出，目前所使用的檢測設(shè)備所能檢測對象大多比較單一，某些針對單一車型，某些針對一類問題，且測試精度不高，無法滿足維修檢測資源的優(yōu)化提高。因此，急需研制一種綜合檢測設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)多種車型、多類故障測試，達(dá)到合理配置硬件資源的要求，故本文提出原位檢測儀的概念。

1　電源系統(tǒng)原位檢測儀

本測試系統(tǒng)采用移動式設(shè)計，由通用測試主機(jī)、適配器(個數(shù)可根據(jù)車型擴(kuò)展)、測試電纜以及其它專用工具組成。測控主機(jī)、適配器及專用工具均配置于移動平臺上，根據(jù)需要可推至相應(yīng)修理間實(shí)施監(jiān)測。通用測試主機(jī)核心單元是Diamond-1 580 總線計算機(jī)，并配有數(shù)據(jù)采集卡和通用調(diào)理箱，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、控制決策及控制輸出。適配器一端通過專用插座、測試電纜與被測部件連接，另一端通過標(biāo)準(zhǔn)化的通用接口與測試主機(jī)連接，完成激勵施加、信號采集工作。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

原位檢測儀工作狀態(tài)模擬圖如圖2所示，可以看出，原位檢測儀使用方便，操作人員不僅可在維修車間展開工作，也可在野外環(huán)境下實(shí)施檢測維修。

2　硬件設(shè)計

檢測適配器的硬件設(shè)計與制作是本課題的主要難點(diǎn)之一，包括電壓信號采集電路、電流信號采集電路、功率放大電路、控制電路的繪制與整個電路板的設(shè)計制作。硬件設(shè)計主要圍繞信號采集來進(jìn)行，裝甲車輛電源系統(tǒng)檢測需要采集的信號是電壓和電流，需要采集的設(shè)備是蓄電池、發(fā)電機(jī)以及調(diào)壓器。

圖2 原位檢測儀工作狀態(tài)模擬圖

2.1　電流傳感器

閉環(huán)霍爾電流傳感器的應(yīng)用范圍很廣[3]，本電路中采用閉環(huán)霍爾電流傳感器將采集到的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，然后通過采集電路進(jìn)入計算機(jī)進(jìn)行檢測。電流采集電路如圖3。

圖3 電流采集電路

2.2　電壓采集器

電壓信號的采集采用傳統(tǒng)的電路檢測方法，即通過傳感器將采集到的電壓信號傳到適配器中進(jìn)行信號處理后送入計算機(jī)進(jìn)行檢測。電壓采集電路如圖4。

圖4 電流采集電路

2.3　采集板卡

選用PCI8620板卡作為信號采集板卡，其元件布局如圖5所示。

3　軟件設(shè)計

在確定信號采集流程后，對其進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)流程。以發(fā)電機(jī)檢測維修流程為例，如圖6所示，根據(jù)流程圖，可方便清楚編程對象，實(shí)現(xiàn)軟件編寫。

圖5 采集板卡

圖6 發(fā)電機(jī)檢測維修流程圖

檢測蓄電池大電流放電時蓄電池的放電電壓是否可以維持在18 V以上，如果可以則蓄電池狀態(tài)良好，否則為故障；然后檢測發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓在27 V～29 V時，充電電流能否穩(wěn)定維持在較大的數(shù)值，如果可以則發(fā)電機(jī)狀態(tài)良好，否則為故障。原位檢測儀的檢測界面如圖7。

圖7 檢測界面

4　聯(lián)調(diào)檢測

在實(shí)車環(huán)境下對原位檢測儀的可靠性與準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，驗(yàn)證原位檢測儀是否滿足要求?，F(xiàn)以蓄電池檢測為例，進(jìn)行分析。蓄電池檢測界面如圖8。

圖8 檢測界面

檢測結(jié)果分析：當(dāng)蓄電池大電流放電時，蓄電池放電電壓低于18 V，所以蓄電池狀態(tài)為禁用。蓄電池可以正常使用的檢測結(jié)果應(yīng)該是當(dāng)蓄電池大電流放電時，蓄電池放電電壓為18 V以上(即，蓄電池狀態(tài)良好)。聯(lián)調(diào)檢測得到蓄電池狀態(tài)良好,即說明該原位檢測儀可實(shí)現(xiàn)對電源系統(tǒng)部件的檢測功能。

5　結(jié)束語

本文針對我軍現(xiàn)行電源系統(tǒng)維修檢測技術(shù)中存在的不足，提出研制原位檢測儀的意義。從硬件、軟件兩個方面分析如何建立裝甲車輛電源系統(tǒng)原位檢測儀，最后根據(jù)聯(lián)調(diào)檢測，驗(yàn)證該方法的有效性，對實(shí)際提高裝甲車輛電源系統(tǒng)故障診斷能力具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬宏忠.電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[2]程延偉,呂強(qiáng),謝永成. 裝甲車輛電源系統(tǒng)智能故障診斷方法研究[J]. 計算機(jī)測量與控制, 2011,19(6):1410-1413.

[3]黃坤,郭書明. 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的伺服直流電機(jī)故障診斷[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2012，12(14):3460-3463.

李光升(1972-)，男，山東安丘人，副教授，副主任，主要從事電力電子與電力傳動方向的研究。

研制開發(fā)

Study and Design of Test Instrument for Armored Vehicle Power Supply System

HUANG Jie-yin1，LI Guang-sheng1， DONG Jin-zhao2，XIE Yong-cheng1

(1.Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China; 2.No.63978 Troop of PLA, Luoyang 471099, China)

Abstract:In order to improve the fault diagnosis ability of armored vehicle power supply system, a test instrument is studied and designed. First of all, the research on its structure was done. Due to the deficiencies of existing assuring conditions, it is significant to design a test instrument for armored vehicle power supply system. The work was done from aspects of both hardware and software. Through testing experiment, the significance of designing test instrument for armored vehicle power supply system is verified.

Key words:power supply system; fault diagnosis; test instrument

中圖分類號：TN86,TP313

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3664(2015)02-0010-03

作者簡介：黃捷音(1990-)，男，內(nèi)蒙古包頭市人，碩士研究生，主要從事檢測技術(shù)與自動化裝置方向的研究。

基金項(xiàng)目：電氣系統(tǒng)綜合試驗(yàn)設(shè)備(2013SC04)。