一种直升机应急电瓶容量测试仪的制作方法

1.本实用新型涉及航空应急供电设备技术领域，具体涉及一种直升机应急电瓶容量测试仪。


背景技术：

2.直升机应急电瓶主要用于直升机备用地平仪应急供电。当直升机正常供电失效后由应急电瓶供电，维持直升机飞行至就近机场着陆，因此应急电瓶工作是否可靠、容量是否充足，直接影响到飞行安全。
3.由于直升机应急电瓶供电要求提高，容量测试时需要测试电压负增量，容量测试时需要测试电压负增量，普通的充放电分析仪已经无法满足测试要求，不能很好地对电瓶容量进行测试和恢复。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种直升机应急电瓶容量测试仪。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种直升机应急电瓶容量测试仪，包括恒流充电电路、负载放电电路、信号放大电路、信号采集电路、接反保护电路以及主控模块；所述恒流充电电路、负载放电电路通过接反保护电路与应急电瓶连接，分别用于对应急电瓶进行充放电，所述接反保护电路用于对应急电瓶进行接反保护，防止损坏应急电瓶；所述信号采集电路包括一霍尔传感器u112，所述霍尔传感器u112与应急电瓶连接；所述信号放大电路接收所述信号采集电路信号将其处理后传递给所述主控模块，且所述主控模块通过充电控制电路给所述恒流充电电路发送充电控制信号，所述主控模块直接与所述负载放电电路连接并发送放电控制信号；所述主控模块用于对传递过来的信号进行采样和运算，在充放电过程中对该应急电瓶的容量进行判断。
7.在本实用新型中，优选的，所述接反保护电路包括控制继电器k1、保护继电器k12和开关管q3，所述控制继电器k1的线圈与所述开关管q3串联，所述控制继电器k1的第一触点与所述保护继电器k12的第三触点连接，所述保护继电器k12的线圈一端连接电瓶，另一端通过二极管d60接地。
8.在本实用新型中，优选的，信号放大电路包括跟随器u114，所述跟随器u114 输出端串联有电阻r116，并通过电阻r210和电容c211并联电路接地，并连接有二极管d114和d116组成的保护电路，信号放大电路用于放大电流采样信号。
9.在本实用新型中，优选的，所述充电控制电路包括电压放大电路、电流放大电路，所述电压放大电路包括运放u200，所述运放u200用于将放大电压控制信号，所述电流放大电路包括运放u201，所述运放u201用于放大电流控制信号。
10.在本实用新型中，优选的，所述主控模块还连接有usb模块，所述usb 模块为外接
存储器，用于保存电子版测量数据。
11.在本实用新型中，优选的，所述主控模块还连接有触摸显示屏，所述触摸显示屏用于实现人机交互，对应急电瓶进行充放电的控制。
12.在本实用新型中，优选的，所述主控模块还连接有微型打印机，所述微型打印机用于对测量数据进行打印，以便进行分析。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型的装置通过主控模块采用单片机控制系统，具有结构设计合理、测试方便，并且能自主完成容量测试和容量恢复，节约大量的人力物力。
附图说明
15.图1为本实用新型所述的一种直升机应急电瓶容量测试仪的结构框图。
16.图2为本实用新型所述的一种直升机应急电瓶容量测试仪的接反保护电路图。
17.图3为本实用新型所述的一种直升机应急电瓶容量测试仪的信号采集电路图。
18.图4为本实用新型所述的一种直升机应急电瓶容量测试仪的信号放大电路图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
21.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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.请参见图1，本实用新型一较佳实施方式提供一种直升机应急电瓶容量测试仪，测试仪专门用于对直升机应急电瓶的维护和测试，具体通过2次充电、2次放电和3次等待共7个步骤，并在充电、放电过程中，自动完成对电瓶的状态检测，包括电压负增量(negative voltage slope
‑
δu)，充放电电压、电流和时间进行合格评估，测量精度高，功能强大，操作简单；包括恒流充电电路、负载放电电路、信号放大电路、信号采集电路、接反保护电路以及主控模块；恒流充电电路、负载放电电路通过接反保护电路与应急电瓶连接，分别用于对应急电瓶进行充放电，接反保护电路用于对应急电瓶进行接反保护，防止损坏应急电瓶；信号采集电路包括一霍尔传感器u112，霍尔传感器u112与应急电瓶连接，用于采集应急电瓶的电压电流信号；信号放大电路接收信号采集电路信号将其处理后传递给主控模块，且主控模块通过充电控制电路给恒流充电电路发送充电控制信号，主控模块直接与负载放电电路
连接并发送放电控制信号；主控模块用于对传递过来的信号进行采样和运算，在充放电过程中对该应急电瓶的容量进行判断。
23.具体的，主控模块采用单片机系统，由主控模块通过信号放大电路以及充电控制电路给恒流充电电路发送充电指令，恒流充电电路对应急电瓶进行充电，主控模块发送放电指令给负载放电电路，负载放电电路对应急电瓶进行放电，在应急电瓶充电或放电过程中，与应急电瓶连接的霍尔传感器u112采集电流信号传送给信号放大电路，信号放大电路对信号进行处理再传递给主控模块，主控模块依据输入的信号进行运算，计算出充电时间和电压负增量
‑
δu，通过对比得出应急电瓶容量是否合格，整个过程自动完成应急电瓶的恒流限压充电、放电和容量测试，设计合理、测试方便，节约大量人力物力。
24.请参见图2，在本实施方式中，接反保护电路包括控制继电器k1、保护继电器k12和开关管q3，控制继电器k1的线圈与开关管q3串联，控制继电器 k1的第一触点与保护继电器k12的第三触点连接，保护继电器k12的线圈一端连接电瓶，另一端通过二极管d60接地。
25.具体的，控制继电器k1的线圈一端接5v电源，另一端通过开关管q3接地，开关管q3的基极通过电阻r31接主控模块，电阻r31与开关管q3之间还通过电容c734接地，控制继电器k1的线圈还并联有续流二极管d5，控制继电器k1的公共触点接有15v电源，控制继电器k1的第一触点与保护继电器k12 的第三触点连接，且反接二极管d6后接地，保护继电器k12的线圈一端连接电瓶，另一端通过二极管d60接地，两端并联有续流二极管d61，保护继电器 k12的公共触点通过插座p6连接充放电控制接触器，保护继电器k12在电瓶没接反时无电流通过，第三触点处于闭合状态，在需要对电瓶进行充放电时，主控模块发送一信号给开关管q3，导致开关管q3导通，控制继电器k1的线圈得电，作用于第一触点使得第一触点闭合，电流经过第三触点到充放电控制接触器，使得充放电控制接触器通电；当电瓶接反时，保护继电器k12的线圈得电，保护继电器k12的第四触点闭合，第三触点断开，控制继电器k1的线圈即使得电，充放电控制接触器不通电，从而保护电瓶。
26.请参见图3，在本实施方式中，霍尔传感器u112输出端输出电流反馈值，电流反馈值经过电容c618和电容c619滤波后输入到信号放大电路，信号放大电路包括跟随器u114，跟随器u114的反向输入端接入输出端，二极管d114 和d116的保护电路一端接3.3v电源另一端接地，信号放大电路对电流信号进行放大，并输入到主控模块。
27.请参见图4，在本实施方式中，充电控制电路包括电压放大电路、电流放大电路，电压放大电路包括运放u200，运放u200用于将放大电压采样信号，电流放大电路包括运放u201，运放u201用于将放大电流采样信号。
28.具体的，电压放大电路包括运放u200，运放u200用于放大充电电压信号，电流放大电路包括运放u201，运放u201用于将放大充电电流信号，电压放大电路与电流放大电路均采用负反馈放大电路，运放u200的反向输入端通过电阻 r204接入输出端，输出端通过电容c202、电阻r201和二极管d201组成的并联电路接地；运放u201的反向输入端通过电阻r208接入输出端，输出端通过电容c205、电阻r202和二极管d202组成的并联电路接地。
29.在本实施方式中，主控模块还连接有usb模块，usb模块为外接存储器，用于保存电子版测量数据；主控模块还连接有触摸显示屏，触摸显示屏用于实现人机交互，对应急电瓶进行充放电的控制；主控模块还连接有微型打印机，微型打印机用于对测量数据进行打印，以便进行分析。
30.工作原理：
31.容量测试过程：首先，在触摸显示屏上选择容量测试，再选择具体电瓶型号，分析仪自动提取数据库中的电瓶参数和充放电参数，按照顺序执行步骤：
32.s1：将应急电瓶快速放电至电瓶电压不大于18v，静置30
‑
60分钟；
33.s2：对应急电瓶快速充电60分钟，同时进行电压负增量测试，当电压负增量大于等于2v，或电瓶电压达到32v，但充电时间小于40分钟，电瓶不合格，容量测试结束，进行容量恢复处理，否则，继续下一步骤；
34.s3：静置30
‑
60分钟；
35.s4：将应急电瓶快速放电至电瓶电压不大于18v，同时进行容量检测，当容量小于75％，电瓶不合格，容量测试结束，进行容量恢复处理，否则进行下一步；
36.s5：静置30
‑
60分钟；
37.s6：将应急电瓶快速充电60分钟，同时进行电压负增量测试，当电压负增量大于等于2v，或电瓶电压大于等于32v，但充电时间小于40分钟，电瓶不合格，容量测试结束，进行容量恢复处理，否则，电瓶合格，容量测试结束，自动打印测量结果。
38.如果容量达不到要求或充电特性不佳，通过慢速充电和慢速放电进行容量恢复，一般容量恢复需要3个循环，如果3个循环达不到要求，该电瓶报废；
39.容量恢复过程：慢速充电时，通过触摸显示屏输入待测电瓶的型号、充电电流、限制电压和充电时间等参数，通过主控模块运算，输出指令给接触器k11，接触器k11的第一触点吸合，恒流充电电路对应急电瓶进行充电，霍尔传感器 u112采集应急电瓶的电流信号传送给信号放大电路，经信号放大电路进行信号处理，再传送给主控模块进行运算，并计算充电时间和电压负增量
‑
δu；最后通过触摸显示屏进行显示；由主控模块通过充电控制电路控制恒流充电电路进行恒流充电，当满足充电结束时间条件时，充电结束。充电时当电压负增量
‑
δ u超标或充电时间不足时，主控模块将通过触摸显示屏进行报警；最后将测量数据通过usb模块保存到存储器中，并可通过微型打印机进行打印，以便进行分析，当电瓶极性接反时，由接反保护电路实现保护，防止损坏电瓶和分析仪。
40.主要步骤为：
41.s01：设定充电电流、限制电压和充电时间，进行慢速充电，慢速充电电流为0.45a，充电时间600分钟；
42.s02：开始充电同时计时，采集应急电瓶电压和电流，计算电压负增量值，并对其进行判断，大于等于2v，应急电瓶充电特性不佳，应急电瓶不合格，打印记录数据，结束充电，否则，继续充电；
43.s03：判断电瓶电压值是否大于等于32v，当电瓶电压大于等于32v且充电时间小于等于400分钟，应急电瓶不合格，打印记录数据，结束充电，否则，继续充电；
44.s04：计时时间到，结束充电。
45.放电时，首先通过触摸显示屏输入待充电应急电瓶的型号、放电电流、终止电压和额定容量等参数，通过主控模块运算，输出指令给电子负载放电电路，对应急电瓶进行放电；霍尔传感器u112采集应急电瓶的电流信号传送给信号放大电路，经信号放大电路，再传送给主控模块进行运算，并计算电瓶放出容量百分比，最后通过触摸显示屏进行显示；由主控模块通过控制电子负载放电电路进行恒流充放电，当满足放电终止电压结束条件时，放
电结束；当容量不符合要求时充电时，主控模块将通过触摸显示屏进行报警，最后将测量数据通过 usb接口保存到存储器中，并可通过微型打印机进行打印，以便进行分析。
46.主要步骤为：
47.s11：设定放电电流、额定容量和放电终止电压，进行慢速放电，放电电流为0.90a，终止电压18v；s12：开始放电的同时计时，采集应急电瓶电压和电流，计算放出容量百分比；s13：判断是否达到终止电压，如果达到终止电压但容量≤75％，电瓶不合格，否则为合格，打印记录数据，容量恢复处理结束。
48.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。