關(guān)于9240SI環(huán)路測試儀的替代方案的可行性分析

丁小燕 李坤

（東方航空技術(shù)有限公司，上海 201703）

目前噴氣式民航客機(jī)一般使用發(fā)動(dòng)機(jī)或APU引氣為飛機(jī)提供防冰、空調(diào)、增壓、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等用氣需求。而一般發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度接近甚至高于200℃。通有這些高溫氣體的管路一旦發(fā)生滲漏，將對(duì)周圍的部件或結(jié)構(gòu)造成損害，因此在這些管路附近安裝了一套引氣滲漏探測系統(tǒng)，這套系統(tǒng)由探測元件和計(jì)算機(jī)組成。由于探測元件在使用過程中會(huì)出現(xiàn)性能衰退，或由于潮濕、機(jī)械損傷等導(dǎo)致探測元件失效，因此對(duì)這些探測元件的檢查和測試是非常必要的。

1 探測元件的結(jié)構(gòu)及工作原理

以空客A320飛機(jī)大翼滲漏探測環(huán)路為例，該環(huán)路由若干探測元件連接而成，使用美國FENWAL Safety Systems公司生產(chǎn)的355XX-2-255和356XX-2-255系列探測元件。根據(jù)ACMM26-14-12中的相關(guān)描述，該型探測元件由探測線和PIN-SOCKET接頭組成，報(bào)警溫度為255°F（124℃）。探測元件的主要部分為探測線，探測線由一個(gè)密封的鉻鎳鐵合金管狀外殼和一條中心導(dǎo)線組成，中心導(dǎo)線和管狀外殼之間填充共晶鹽。在常溫下，內(nèi)外導(dǎo)體之間的共晶鹽以固態(tài)存在，不具備導(dǎo)電能力，此時(shí)整個(gè)探測線相當(dāng)于一個(gè)電容器，其內(nèi)外導(dǎo)體相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板。當(dāng)探測線上任一點(diǎn)的溫度升高到報(bào)警溫度以上時(shí)，填充的共晶鹽熔化形成液態(tài)，從而具備導(dǎo)電能力，將元件的內(nèi)外導(dǎo)體導(dǎo)通，從而觸發(fā)警告。溫度降低至報(bào)警溫度以下時(shí)，共晶鹽凝固，探測原件恢復(fù)正常狀態(tài)。探測元件的測量在常溫下進(jìn)行，此時(shí)元件相當(dāng)于一個(gè)電容，由于整個(gè)元件的導(dǎo)體電阻很小，每100in長度電阻僅750mΩ左右（ACMM26-14-12 Table 2），可以忽略不計(jì)，因此可以認(rèn)為該元件的阻抗（

Z

）=容抗（

Z

）。

2 9240SI環(huán)路測試儀及其檢定方法

該測試儀具有兩個(gè)功能：連續(xù)性測量和絕緣性測量，其中連續(xù)性測量較為簡單，且一般探測元件較少出現(xiàn)連續(xù)性故障，因此本文不作討論。本文將重點(diǎn)討論絕緣性測量。

在CAAC發(fā)布的檢定規(guī)程JJG(民航)0101-2009中，使用電容測試儀和電容箱對(duì)9240SI環(huán)路測試儀進(jìn)行絕緣性測量精度進(jìn)行檢定。檢定的具體方法為：在電容箱設(shè)定10個(gè)特定的電容值，以電容測試儀對(duì)10個(gè)電容值進(jìn)行測量，測得的電容值按照

Z

=1/（2

π f

·

C

）的公式換算為容抗，并以此為基準(zhǔn)，然后將被檢定儀器測得的對(duì)應(yīng)示值與此基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比并計(jì)算誤差。由此可見，在實(shí)驗(yàn)室檢定中，基準(zhǔn)值的確定是以電容測試儀測得的電容值進(jìn)行計(jì)算得到的。而按照常規(guī)，實(shí)驗(yàn)室檢定的精度要求應(yīng)高于實(shí)際使用的要求，因此在航線維修工作中使用電容測試儀代替環(huán)路測試儀對(duì)探測元件進(jìn)行測量是可行的。

3 替代測量儀器的選擇

由于在飛機(jī)維修工作中，往往需要對(duì)多個(gè)探測元件進(jìn)行測量，將電容換算成阻抗顯然并不方便，因此帶有阻抗測量功能的LCR表應(yīng)該是較為合理的選擇。那么如擇合適參數(shù)的LCR表就顯得尤為重要。由于實(shí)驗(yàn)室檢定過程中，被測元件是電容箱，其電氣性能和實(shí)際需要測量的的探測元件是不同的，因此電容測試儀的選擇必須符合環(huán)路測量的要求，這個(gè)要求，可以按照9240SI環(huán)路測試儀的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定。按照該測試儀說明書所標(biāo)明的參數(shù)，該測試儀測試電壓為1V，測試頻率為1kHz，測量范圍為800Ω～2MΩ，測量誤差+/-20%。根據(jù)公式

Z

=1/（2

π

f·C）可以看出，阻抗

Z

與測試電壓無關(guān)，與測試頻率有關(guān)。因此，選擇LCR表的測試電壓應(yīng)不高于1V，測試頻率應(yīng)為1kHz。這里選擇了市售的TH2822手持式LCR表，具有電容和阻抗測量功能，測試電壓為0.6V，測試頻率為1kHz，阻抗Z測試范圍為0.0000Ω-10.000MΩ，滿足測試要求。

表1 阻抗測試表

4 實(shí)際測試對(duì)比

為了驗(yàn)證以上替代方案，這里分別使用一臺(tái)全新的TH2822手持式LCR表和一臺(tái)經(jīng)過檢定的9240SI環(huán)路測試儀對(duì)35個(gè)全新探測元件進(jìn)行了對(duì)比測量，測量結(jié)果見表1。

其中隨機(jī)抽取了一個(gè)探測元件，使用TH2822手持式LCR表分別測量其電容和阻抗進(jìn)行校驗(yàn)，測得其電容值為704.6pF，換算成阻抗約為225kΩ，與實(shí)測阻抗一致。

由以上對(duì)比測量結(jié)果可見，以TH2822手持式LCR表測得阻抗為基準(zhǔn)，9240SI的誤差符合其說明書的要求。

5 結(jié)語

根據(jù)已上分析，可以得出結(jié)論：TH2822手持式LCR表可以作為9240SI環(huán)路測試儀的替代測量儀器。

此外，根據(jù)我單位統(tǒng)計(jì)，2012年全年，該部兩臺(tái)9240SI環(huán)路測試儀僅維修費(fèi)用就超過了10000元人民幣，每次修理費(fèi)用約3600元，甚至更高，其采購費(fèi)用也高達(dá)3-4萬元人民幣每臺(tái)，而TH2822手持式LCR表的采購費(fèi)用大約1000元人民幣，經(jīng)過一段時(shí)間的對(duì)照試用，證實(shí)其可靠性遠(yuǎn)高于9240SI環(huán)路測試儀，即使損壞，維修費(fèi)用也很低。而且由于9240SI精度較差，故障率很高，也對(duì)飛機(jī)維修工作造成了極為不利的影響。因此，采用LCR表作為替代方案，無論從技術(shù)角度，還是經(jīng)濟(jì)角度，都是很好的選擇。