B737—800飛機火警探測模擬演示系統(tǒng)設計

趙彩霞+金冉

摘 要：本文根據B737-800型飛機火警探測系統(tǒng)的分布組成和探測原理進行了模擬演示系統(tǒng)設計。首先分析了B737-800型飛機的機上火警探測系統(tǒng)，然后給出了本文模擬演示系統(tǒng)設計的工作原理、演示系統(tǒng)的面板設計，最后利用單片機AT89S51、溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、顯示屏LCD12864等設計的模擬電路圖。本文設計的模擬演示系統(tǒng)可以對B737-800型飛機的火警探測系統(tǒng)的工作過程進行很好的演示。

關鍵詞：B737-800飛機；火警探測；模擬演示

中圖分類號： TP2；V328 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）32-175-2

1 B737-800飛機火警探測系統(tǒng)概述

B737-800飛機火警探測系統(tǒng)的組成包括：發(fā)動機火警探測，廁所煙霧探測，貨艙煙霧探測，輪艙過熱探測以及機翼機身過熱探測，其主要的工作原理如下所示。

①發(fā)動機過熱和火警探測系統(tǒng)使用發(fā)動機上的探測器來監(jiān)測發(fā)動機過熱和火警狀態(tài)。當系統(tǒng)感應到過熱或著火時，駕駛艙內的警告指示系統(tǒng)工作。指示在P7遮光板和過熱/火警保護面板上。發(fā)動機著火時駕駛艙內的警鈴也工作。

②廁所煙霧探測系統(tǒng)在廁所煙霧狀態(tài)時給機組報警。每個廁所的天花板上有一個探測器。當煙霧探測系統(tǒng)探測到廁所內有煙霧時，將給出視覺的和音響的警告指示。

③如果底部貨艙內有煙霧，貨艙煙霧探測系統(tǒng)給駕駛艙發(fā)出警告。前、后貨艙都有警告。每個煙霧探測器監(jiān)測貨艙的煙霧和溫度。如果探測器感應到煙霧或超溫，就發(fā)送信號到貨艙電子組件。貨艙電子組件發(fā)送信號到駕駛艙，給出指示。煙霧探測器利用光電單元探測煙霧。如果煙霧探測器感應到煙霧或空氣溫度超過230F（110℃），就給出報警信號。

④輪艙火警探測系統(tǒng)使用主輪艙內的探測器元件。它監(jiān)測輪艙的火警狀態(tài)。當系統(tǒng)感應到火警，就在駕駛艙給出警告指示。警告指示位于遮光板P7，以及發(fā)動機和APU火警控制組件P8-1上。在駕駛艙還有警鈴響。

⑤機翼機身過熱探測系統(tǒng)使用鄰近氣動管道的探測器元件。它監(jiān)測氣動分配系統(tǒng)管道的過熱狀態(tài)。當系統(tǒng)探測到過熱，駕駛艙內給出警報指示。

2 B737-800火警探測模擬演示系統(tǒng)設計

2.1 探測原理概述

飛機火警探測系統(tǒng)設計共分為五大區(qū)域：輪艙、左機翼和左發(fā)動機、右機翼和右發(fā)動機、貨倉、廁所。在系統(tǒng)未檢測到任何區(qū)域異常警告或者火警警告時，正常指示燈（綠）常亮。

客機輪艙區(qū)域使用溫度傳感器檢測溫度變化，當輪艙溫度升高且滿足過熱條件時，觸發(fā)異常告警系統(tǒng)，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“輪艙過熱”。

左（右）機翼和發(fā)動機區(qū)域都設置溫度傳感器監(jiān)測溫度，當機翼區(qū)域溫度過高時，滿足過熱條件，觸發(fā)異常告警系統(tǒng)，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“機翼過熱”。當發(fā)動機溫度升高且達到過熱條件時觸發(fā)異常告警，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“發(fā)動機過熱”。若發(fā)動機溫度繼續(xù)升高至火警溫度，則系統(tǒng)停止異常告警并觸發(fā)火警警報，此時火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“發(fā)動機火警”，并且蜂鳴器發(fā)聲告警。

貨倉區(qū)域設置溫度傳感器和煙霧傳感器，兩者同時工作。若系統(tǒng)判斷出兩種傳感器中有一種動作，觸發(fā)異常警告，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“貨倉溫度報警”或“貨倉煙霧報警”。同時相應的傳感器指示燈亮（黃），表明探測到異常。此時，若另一傳感器也動作，則停止異常報警。立刻進入火警報警狀態(tài)火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“貨倉火警”，并且蜂鳴器發(fā)聲告警。

廁所區(qū)域設置煙霧傳感器檢測煙霧，當探測器探測到煙霧時，觸發(fā)火警警報，火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“廁所火警”，并且蜂鳴器發(fā)聲告警。

多傳感器同時運作，若兩者或兩者以上區(qū)域同時發(fā)生火情，模擬系統(tǒng)觸發(fā)火警警報，顯示屏分別顯示火情區(qū)域，火警指示燈亮起，蜂鳴器發(fā)聲告警。

2.2 滅火工作設計

當模擬演示系統(tǒng)發(fā)出火警告警信息后，在單片機控制下，使得滅火系統(tǒng)介入工作，觸發(fā)系統(tǒng)中的滅火電路。滅火系統(tǒng)工作指示燈亮起，此時單片機開始計時，表示在指定的滅火時間內對相應的火警告警區(qū)域實施滅火處理。計時時間到，此時由單片機判斷火警區(qū)域閾值是否已降至安全范圍內。若仍然高于設定閾值，則系統(tǒng)繼續(xù)滅火操作，直至火警區(qū)域正常，滅火處理結束，滅火系統(tǒng)工作指示燈熄滅。此時火警告警裝置停止各類報警，系統(tǒng)恢復其正常工作狀態(tài)。表示系統(tǒng)完成滅火操作，火情已得到處理，系統(tǒng)正常。

2.3 模擬演示板電路設計

①電路組成?；鹁綔y模擬演示系統(tǒng)硬件電路主要包括單片機主芯片電路，傳感器探測電路，報警信號電路，聲音報警電路，顯示報警電路。

溫度傳感器18B20，檢測溫度的變化，并將數據信息及時傳送到單片機。單片機對采集到的數據信息進行分析處理。與設定閾值進行信息比較，判定是否發(fā)出火警警報。

煙霧傳感器MQ-2將探測得到的信息轉換為輸出的數字信號傳輸給單片機，單片機通過讀取傳感器信號，將收集到的信息與設定好的閾值進行比較判定，如果傳感器采集得到的數據大于預先設定閾值，則單片機輸出低電平至LED燈組、蜂鳴器，控制蜂鳴器及對應LED燈發(fā)出火災報警，同時控制液晶顯示器，顯示火警告警的準確區(qū)域。 如果采集到的數據小于預先設定閾值，單片機作出判斷不予報警，說明周圍環(huán)境一切正常，沒有探測到火警發(fā)生。

②電路面板布局。如圖2所示，機體示意圖上端為火警報警區(qū)域，包含液晶顯示屏、三色LED燈組、蜂鳴器。在報警區(qū)域中，顯示屏負責顯示對應火警警報區(qū)域；LED燈組分別指示當前系統(tǒng)狀態(tài)（綠燈為正常，黃燈為異常，紅燈為火警）；蜂鳴器根據火警判斷發(fā)出聲音報警。

在飛機機體示意圖內，為火警探測區(qū)域。探測模塊分別為：1.輪艙過熱探測，位于機體前段；2.發(fā)動機過熱/火警探測，位于機體左右機翼的內側；3.機翼過熱探測，位于機體機翼的中段；4.貨倉煙霧探測；5貨倉溫度探測；6廁所煙霧探測，位于機體的尾端。其中機體中段所示的貨倉探測區(qū)域，煙霧和溫度探測同時工作，確保火警警報的準確性。

3 結論

基于B737-800火警探測系統(tǒng)的設計，利用單片機AT89S51、溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、顯示屏LCD12864等硬件設備，使用多傳感器信息融合技術，實現了聲光和顯示的可靠單片機飛機火警探測系統(tǒng)。

參 考 文 獻

[1] 向淑蘭，黃傳勇.由飛機貨艙煙霧探測引發(fā)的假火警信號研究[J]中國民航飛行學院院報，2004，15（2）：61-64.

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[4] 張德銀，閆群.機載火警探測系統(tǒng)的改進研究[J].中國民用航空飛行學院航空工程學院，2011.