航空電纜檢測技術(shù)及應(yīng)用實踐研究

黃明俊，呂志召，李純秀

（中國人民解放軍第5720 工廠，安徽蕪湖 241000）

0 引言

我國在航空電纜檢測技術(shù)研發(fā)方面，基本檢測原理與基礎(chǔ)技術(shù)，雖然以引進為準。但是，近幾年通過實施“互聯(lián)網(wǎng)+”改革與大數(shù)據(jù)應(yīng)用，已經(jīng)研發(fā)設(shè)計出具有系統(tǒng)性檢測功能及作用的航空電纜綜測系統(tǒng)。一方面滿足了電纜檢測需求、實現(xiàn)了流程化的自動化檢測；另一方面，在檢測控制無線化的條件下利用系統(tǒng)功能模塊設(shè)置、檢測流程標準化設(shè)計等。已經(jīng)能夠在合理的硬件選型與專業(yè)化的軟件功能設(shè)置方面，對主電纜導通、電纜絕緣等進行較好的智能化檢測。

1 航空電纜綜合檢測技術(shù)分析

航空電纜類型多、應(yīng)用范圍廣，主要以短距離電能輸送、控制信號傳遞為特征。由于航空電纜使用環(huán)境相對復雜，容易在潮濕、高溫、振動摩擦等多重因素的影響下，發(fā)生絕緣性能下降、導通受阻、數(shù)據(jù)傳輸失靈等問題。因此，為有效解決此類故障，在新時期結(jié)合人工主導檢測的方式，研發(fā)設(shè)計具有綜合檢測功能的航空電纜綜測系統(tǒng)。

從技術(shù)需求角度來看，該系統(tǒng)旨在克服傳統(tǒng)檢測中的弊端，提高檢測精度及自動化檢測水平，其特點集中體現(xiàn)在操作便利、精準檢測、主觀因素干擾少等方面。該系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用目標定位在檢測過程的標準化、自動化、檢測控制的無線化方面。因此，在明確“導通、絕緣、數(shù)據(jù)傳輸”性能檢測內(nèi)容的條件下，細化了檢測過程，使其落實到“通斷檢測、直流檢測、絕緣檢測與數(shù)據(jù)收發(fā)校驗測試”方面。航空電纜綜測系統(tǒng)框架設(shè)計中的系統(tǒng)無線傳輸功能中，主副檢測端、絕緣檢測端均為手持式配置，通斷、阻值、絕緣檢測方面的終端設(shè)置有配套軟件：主檢測端功能與絕緣檢測端功能趨于一致，以存儲、顯示為準；副檢測終端與主檢測終端配合使用，其功能主要是解析主檢測端生成的數(shù)據(jù)及規(guī)則。

例如，在導通與阻值檢測方面，主要以PC（計算機）工作端、主終端、副終端三大模塊構(gòu)成。登錄界面后，操作者可以根據(jù)其中的功能模塊設(shè)置完成相應(yīng)的檢測操作。以主終端功能模塊為例，在設(shè)置導通檢測電路的條件下，主要以待測電纜為對象。先進行高精度A/D 采集，再通過無線數(shù)據(jù)接口與檢測終端ARM（Advanced RISC Machine，精簡指令集計算機）控制板的連接，確保待測電纜與導通電路之間的有效連接。而絕緣檢測終端的功能，主要以以絕緣測量電路、高壓產(chǎn)生電路、控制選擇電路設(shè)置為條件。借助通道切換電路、絕緣檢測系統(tǒng)電線電路之間的關(guān)聯(lián)，再利用與主終端一致的ARM 控制板、無線數(shù)據(jù)接口、A/D 采樣等連接，保障待測電纜與絕緣檢測軟件的連接。

從綜測系統(tǒng)流程設(shè)置看，導通與阻值檢測流程，相對復雜，需要由主檢測終端按照工段PC 端提供的任務(wù)工單進行任務(wù)配置，并由副檢終端在接收配置后，對其中的通斷、阻值進行檢測。雖然3 個功能模塊屬于同一個系統(tǒng)，但是在實際應(yīng)用中需要對各模塊進行開機自檢，以保障應(yīng)用時的有效性，進而在“登錄→發(fā)送任務(wù)單→接收任務(wù)單→解析任務(wù)→任務(wù)流程配置→執(zhí)行檢測任務(wù)（總?cè)蝿?wù)被劃分為若干任務(wù)）→上傳任務(wù)檢測結(jié)果→結(jié)果入庫→注銷”的基本操作流程下完成檢測任務(wù)。以絕緣檢測為例，僅包括工段PC 與絕緣檢測端兩大模塊，其流程中缺少了主副終端檢測中的副終端，同時在任務(wù)流程配置后可以根據(jù)對地絕緣、纜芯間絕緣完成相應(yīng)的任務(wù)檢測，將檢測結(jié)果直接上傳、存儲于工段PC 數(shù)據(jù)庫，最后完成注銷操作。

2 全數(shù)字化航空電纜檢測技術(shù)的應(yīng)用實踐分析

2.1 檢測硬件選型與軟件功能設(shè)置

在硬件選型方面，以航空電纜檢測內(nèi)容為準，配置如下：

（1）檢測探針：通斷檢測探針（直流阻值）、絕緣檢測探針（絕緣電阻專用檢測線）。

（2）終端主控板：工業(yè)觸摸一體機，型號為WLT-120R-AM20。

（3）無線數(shù)傳模塊：HD-M805 Lora。

（4）導通檢測及電阻測量取樣模塊：自制PCB 取樣板，用RX70系列萬分之一高精度線完成線繞；以美國ANALOG DEVICE 的ADR01ARZ 10V 精密基準電壓源芯片作為穩(wěn)壓模塊。

（5）高精度A/D 模塊：YAV-USB-8AD。

（6）絕緣檢測模塊：JG3618 絕緣電阻檢測儀系列（生產(chǎn)廠家為揚州金冠電氣有限公司）。

在軟件功能設(shè)置方面，包括主副檢測端軟件、絕緣端檢測軟件。兩種軟件的檢測功能設(shè)置以檢測內(nèi)容（對象）為準，主要包括8 個部分：①本機自檢；②任務(wù)單解析；③任務(wù)流程配置；④無線數(shù)傳接口；⑤檢測回路控制；⑥指示燈和提示音控制；⑦檢測結(jié)果獲??；⑧本土存儲與查詢。

2.2 航空電纜綜測系統(tǒng)的應(yīng)用分析

以導通及阻值檢測為例，首先，確定工段PC 端的登錄與發(fā)送任務(wù)單。其次，在主檢測端按照開機自檢，待自檢顯示各項功能正常的情況下，根據(jù)收到的任務(wù)單開始任務(wù)單解析，并在輸入副終端ID 后啟動對應(yīng)副終端，使副檢測端進入開機自檢狀態(tài)，待檢測結(jié)果顯示各項功能正常的情況下，則根據(jù)主檢測端的任務(wù)流程配置。在主檢測端執(zhí)行主檢測任務(wù)，在副檢測端進執(zhí)行收到的任務(wù)流程，按部就班進行通斷檢測、阻值檢測。然后，在副檢測端完成執(zhí)行檢測任務(wù)后，將檢測結(jié)果傳遞到主檢測端。這樣實際上就形成了一個主檢測端與副檢測端之間的連接，并且能將檢測結(jié)果傳送到工段PC 端的接收檢測結(jié)果環(huán)節(jié)，從而完成結(jié)果入庫設(shè)置以及相應(yīng)的注銷工作等。在使用該系統(tǒng)時，系統(tǒng)可以根據(jù)操作者選定的檢測對象，實施全過程指標化檢測，一般不需要進行其他操作。一旦發(fā)生檢測結(jié)果異常現(xiàn)象，可以根據(jù)界面管理中的干預(yù)檢測過程實施精準管控。

以絕緣電阻檢測為例，僅設(shè)置了工段PC 端與絕緣檢測端，程序相對簡單，僅需要從工段PC 端出發(fā)，完成登陸并發(fā)送任務(wù)單后，可以在自檢正常狀態(tài)下完成：接收任務(wù)單→任務(wù)單解析→任務(wù)流程設(shè)置→執(zhí)行檢測任務(wù)→對地絕緣與纜芯間絕緣檢測。完成若干任務(wù)檢測后，直接將檢測結(jié)果存儲到工段PC 端的數(shù)據(jù)庫，最后注銷工作即可。

與前兩種檢測相比，電路檢測比較細致，包括通斷電路檢測、阻值電路檢測、絕緣電路檢測等。以絕緣檢測電路為例，檢測網(wǎng)絡(luò)主要由R1、R2組成的網(wǎng)絡(luò)為準。如果連接了待測電纜，假設(shè)Uo為取樣電壓，Ut為絕緣測試電壓，則可以得到如下公式：

3 航空電纜檢測技術(shù)應(yīng)用中的注意事項分析

首先，航空電纜綜測技術(shù)的應(yīng)用與飛機的研發(fā)設(shè)計、電纜類型、電纜功能及作用等密切關(guān)聯(lián)。在系統(tǒng)開發(fā)之前，需要先對航空電纜檢測中常見的故障進行匯總與分類，利用當前使用的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，設(shè)置故障范例庫。這樣可以使系統(tǒng)故障檢測時的故障預(yù)警、故障識別、故障分析、故障處理形成一個完整的閉環(huán)，從而建立與檢測系統(tǒng)相匹配的風險管理體系。

其次，航空電纜綜測系統(tǒng)應(yīng)用時，硬件設(shè)備選型差異、軟件功能編程方案不同，均會對航空電纜檢測技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生一定的影響。而且，在技術(shù)應(yīng)用趨勢層面，提升檢測點數(shù)、減少錯誤發(fā)生率已經(jīng)屬于必要條件。因此，建議細化系統(tǒng)檢定工作，結(jié)合航空工業(yè)檢定部門，對系統(tǒng)指標進行全面、精準檢定，從而保障檢測成果清單內(nèi)容的完整性與有效性。

最后，航空電纜綜測技術(shù)以數(shù)據(jù)化思維為準，航空電纜檢測企業(yè)在實際的檢測系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該將產(chǎn)業(yè)鏈思維、系統(tǒng)性思維、數(shù)據(jù)化思維關(guān)聯(lián)起來，從思路決定出路的基本原則出發(fā)，對三者之間的一致性或共性基礎(chǔ)做深入一步的探討，建議加強對航空電纜檢測數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。同時，以實際機型為準，從導線檢測、阻值檢測、絕緣檢測等檢測內(nèi)容方面出發(fā)，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)共享機制、利用信息管理平臺，促進飛機電子電氣子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與綜測系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。進而輔助檢測系統(tǒng)較為快速的識別出電氣特性、提高綜測系統(tǒng)應(yīng)用效用。

4 結(jié)束語

自我國C919 大飛機研制成功之后，我國航空事業(yè)已經(jīng)進入了新的工業(yè)化發(fā)展階段。通過以上分析可以看出，航空電纜檢測技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三大主要階段，在新時期的發(fā)展現(xiàn)狀表明其正在向著全數(shù)字化方向進行升級轉(zhuǎn)型。雖然當前航空電纜檢測技術(shù)的智能化程度相對較高，但是在應(yīng)用實踐方面，諸多檢測方案的開發(fā)設(shè)計與功能模塊設(shè)置時仍然存在同一化現(xiàn)象。因此，為了進一步實現(xiàn)航空電纜檢測技術(shù)的升級應(yīng)用，建議先從技術(shù)研發(fā)的層面進行深化研究，再借助應(yīng)用實踐中的反饋機制建立以人工智能等算法為準的可循環(huán)優(yōu)化模式，進而為航空電纜檢測的全數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)支持。