航空整机电缆检测系统集成设计

摘要：

伴随航空技术的快速进步，飞机性能与复杂性持续提升，航空整机电缆作为飞机电气系统的关键构成，其可靠性直接关乎飞行安全。本文针对传统航空电缆检测方法的不足，详细阐述了一种航空整机电缆检测系统的集成设计方案。通过精心设计系统硬件与软件，实现对航空电缆的高效、精准检测，提升飞机维护效率与质量，为航空事业安全发展提供有力保障。​

关键词：航空整机电缆、硬件设计、主控计算机

一、引言​

航空机载系统设备间的电源、信号、控制及通信传输等，均依靠电缆完成。航空电缆遍布飞机机身，其稳定性和可靠性对飞机极为关键。一旦电缆出现问题，将直接威胁飞行安全。在飞机维护修理中，快速发现电缆故障是确保飞行安全的关键，这离不开先进的检测技术。当前，多数单位仍采用传统的导通电阻检测法，需人工用三用表或蜂鸣器逐点检测，通过导线导通电阻或蜂鸣器声响判断导线是否断路。该方法需两人以上配合，仅适用于电缆种类少、芯数少的情况。面对整架飞机的大批量多芯电缆检测，此方法暴露出效率低、操作繁琐、速度慢、工作量大、准确性差且易出人为差错等缺点。随着自动化检测技术发展，整机电缆自动化检测在国外已应用多年，国内近年来也日益受到重视。自动化检测可减轻人员工作量，提高检测准确性与效率，提升飞机电缆综合维修保障能力。因此，设计高效、精准的航空整机电缆检测系统意义重大。​

二、系统总体设计​

2.1 设计目标​

本系统旨在实现对航空整机电缆全面、快速、准确的检测。具体能检测电缆导通性能，精准判断导线是否断路；检测绝缘性能，确保电气隔离达标；具备高效检测速度，可短时间完成大量电缆检测；提供直观清晰的检测结果展示，方便维修人员快速了解电缆状况；实现检测数据自动记录与存储，便于后续数据分析与查询。​

2.2 系统架构​

系统采用分布式架构，硬件主要包含主控计算机、测控主机、测量地址切换单元、检测互连总线、转接箱、转接电缆；软件涵盖整机电缆检测模块和测试记录自动填写模块。主控计算机通过网线与测控主机相连，运行相关模块并显示程序运行过程与结果。测控主机经检测互连总线与测量地址切换单元连接，负责下发测试指令与回传测试结果。测量地址切换单元通过连接线与转接箱相连，按指令切换测量地址并采集结果。检测互连总线用于相关硬件间连接。转接电缆连接转接箱与飞机电缆连接器。转接箱可扩展测量地址切换单元地址资源，还具备转接电缆收纳、分区功能。​

三、系统硬件设计​

3.1 主控计算机​

主控计算机选用高性能工业级产品，具备强大的运算与稳定运行能力。其配置专为运行复杂检测软件及处理海量数据定制，高分辨率显示屏可清晰呈现检测结果与系统实时状态。通过 LAN 网口与测控主机通信，保障数据传输高速且稳定，为整个检测流程提供可靠的控制与数据处理中枢，操作人员能便捷地在此下达指令、监控进程。​

3.2 测控主机​

作为电缆测试仪的核心，测控主机负责发出所有激励信号。为保障人员与设备安全，主机配备过载保护、漏电保护功能及急停按钮。它能精准把控测试信号的输出与采集，对初始测试数据进行初步处理，再将处理结果及时反馈给主控计算机，在检测过程中起到承上启下的关键作用，决定着检测信号的准确性与检测流程的流畅性。​

3.3 选址器模块​

选址器模块可快速将编程指令转化为硬件可识别语言，依据主控计算机指令，精准选择待检测的电缆地址。在面对众多电缆线路时，能迅速定位到特定位置，极大提高检测针对性，减少检测时间浪费，实现对不同位置电缆的高效快速定位与检测，为后续检测工作奠定良好开端。​

3.4 测试地址转换控制模块​

该模块依据硬件语言对检测卡进行地址切换，灵活构建检测回路。不同的测试需求对应不同的回路连接方式，此模块能依据预设程序或操作人员设定，动态调整连接，确保电缆的每一部分都能被全面检测，不放过任何潜在故障隐患，保障检测的全面性与可靠性。​

3.5 可扩展模块​

系统采用分布式检测模块设计，其数量可按需灵活配置。例如，单个模块检测点数设定为 1000 点，多个模块组合可使检测点数总数轻松满足不同规模检测任务，如达到 6000 点。各模块带有手柄，方便搬运与放置，且相互独立运行、互不干扰。这种设计极大增强了系统的灵活性与扩展性，当实际检测需求发生变化，如增加检测点数或扩大检测范围时，可便捷地添加模块，迅速适应新要求。​

3.6 转接箱与转接电缆​

转接箱连接测量地址切换单元与飞机电缆连接器，其内部电路布局与接口设计充分考虑地址资源扩展需求，有效实现资源扩充。同时，转接箱还承担转接电缆的收纳与分区工作，便于管理。转接电缆采用特殊设计与材料，确保信号传输稳定可靠，实现检测系统与飞机电缆间稳定的物理连接，保障检测信号能准确无误地在两者间传输。​

四、系统软件设计​

4.1 整机电缆检测模块​

这是系统软件核心，涵盖飞机整机各分系统电缆的导通与绝缘性能检测模块。导通性能检测时，向电缆施加特定电信号，依据回路中电流或电压变化判断导线导通情况及是否存在断路、短路故障。绝缘性能检测采用高电压测试技术，检测电缆绝缘层电阻值判断是否符合要求。该模块可自动生成检测报告，详细记录检测数据与结果。​

4.2 测试记录自动填写模块​

用于将电缆检测系统自动生成的 txt 格式测试报告，自动填写到固定格式测试记录中。因检测系统生成报告格式与现行有效测试记录格式可能不同，该模块解析、提取 txt 文本数据，按固定格式要求自动填写，大幅降低人工填写强度，提高准确性与效率，且具备数据校验功能，确保数据完整、正确。​

五、系统功能与优势​

本系统功能全面且优势显著。功能方面，能快速精准检测电缆导通情况，及时定位断路故障点，满足不同规格电缆检测需求；采用先进绝缘测试技术，全面检测绝缘层，判断绝缘电阻是否达标，预防电气事故；可按预设程序自动检测电缆，操作人员仅需提前设置参数并启动，系统便能自动完成检测；自动记录每次检测的详细数据，包括时间、电缆编号、结果等，并存储于数据库，方便后续查询与分析；检测到电缆故障时，能迅速诊断故障类型与位置，发出声光报警，提醒维修人员及时处理。优势上，自动化检测功能使检测时间大幅缩短，以大型飞机整机电缆检测为例，传统人工检测可能需数天，本系统数小时即可完成，极大提高飞机维护效率；采用高精度检测仪器与先进算法，有效避免人工检测误差与错误判断，提升检测准确性，保障飞机电气系统可靠；自动化检测减少人工参与，减轻电缆检测人员工作负担，使其能将精力投入到更重要的故障分析与维修方案制定工作中；系统自动记录存储检测数据，可借助数据分析软件深入分析，通过历史数据发现潜在问题与趋势，为飞机预防性维护提供科学依据；采用分布式架构与可扩展模块设计，能根据实际检测需求便捷地扩展硬件与软件，如需增加检测点数、功能或范围，添加硬件模块并升级软件即可，灵活性与适应性强。​

六、结语

本文设计的航空整机电缆检测系统集成方案，凭借合理硬件架构与强大软件功能，有效解决传统检测方法的诸多问题。实现对航空整机电缆的高效、精准检测，提升飞机维护效率与质量，降低劳动强度，增强飞机电气系统可靠性。随着将来技术的发展本系统可进一步融合人工智能、大数据等先进技术，实现电缆故障智能预测与诊断，为航空事业安全发展提供更有力支撑。实际应用中，该系统具有广阔市场前景与应用价值，有望在航空制造企业、飞机维修厂等单位广泛推广。

参考文献：

[1]王作天，吕思璐，田开顺.航空整机电缆检测系统集成设计[J].计算机测量与控制，2020，28（05）：36-40.DOI：10.16526/j

[2]洪博，王莉，毛健美，等.一种航天器一次母线故障在线检测定位方法[J].电工技术学报，2016，31（05）：118-125.DOI：10.19595/j