[发明专利]基于超声导波的飞机电缆结构完整性在线检测方法

说明书

本发明提供了一种基于超声导波的飞机电缆结构完整性在线检测方法，包括以下步骤：超声导波信号发生模块发出脉冲信号；脉冲信号经过信号放大模块进行放大；放大后的脉冲信号激励检测模块，使检测模块产生超声导波；沿飞机电缆传播的声波遇到电缆绝缘层缺陷会产生反射信号，反射信号使MFC传感器振动，产生变形，发生电荷量的变化；电荷放大器将电荷信号转换为电压信号，通过多功能数据采集卡进入计算机进行分析。通过采集反射信号，并根据反射信号与发射信号时间差对缺陷进行定位，从而实现对飞机电缆的实时检测。本发明优点在于能够在电缆工作的情况下对电缆绝缘层的状况进行检测，操作简单，定位精度高，不受电磁场干扰。

技术领域

本发明涉及一种基于超声导波的飞机电缆结构完整性在线检测方法，属于电力电缆检测技术领域。

背景技术

飞机作为航空航天领域至关重要的一部分，在交通、运输以及军事上都发挥着举足轻重的作用。飞机电缆是飞机内部电子、电气系统信号传输的重要媒介，飞机上飞控、航电、燃油、液压和环控等各系统由不同规格和类型的电缆有机连接，形成一个完整的总体系统，以实现各种信号和指令的及时传输，因此电缆的完整性是保证飞机飞行安全的重要因素。由于飞机上的特殊环境，电缆损坏不可避免，飞机电缆的损坏是长期困扰航空航天领域的棘手问题。值得注意的是，飞机电缆的损坏前期表现为电缆绝缘层的损坏，如果没有及时进行检测处理，将很可能导致信号传输异常、控制失灵、短路失火等后果。因此需要定期对飞机电缆进行检修，一旦维修不当，将造成非常严重的后果。

传统检测飞机电缆的方法有：(1)目检法。目检法属于非电气实验法，主要通过眼睛和放大设备检查电缆外观是否存在可见的缺陷与故障。受飞机结构的限制，目检法检查电缆是相当困难的。(2)绝缘电阻实验法。该方法使用专用绝缘电阻测试仪分析电缆线芯之间、线芯与屏蔽层之间或者线芯与地之间的绝缘电阻值变化，通过诊断是否发生短路或绝缘电阻下降来判断电缆是否有缺陷。由于电缆的绝缘电阻值通常达GΩ级，普通商用绝缘电阻测试仪精度尚且达不到区分GΩ级范围内绝缘电阻值的变化，因此该法仅适用于短路或绝缘电阻明显降低的情况，不能检测出电缆早期和较小的绝缘缺陷。(3)耐压与泄漏电流试验。该方法是给电缆施加上规定时间和幅值的脉冲电压或工频交流电压，测量泄漏电流是否超过规定值(20mA)来判断电缆是否存在缺陷与故障。该方法适用于制造厂检查电缆绝缘缺陷以及研究飞机电缆绝缘老化特性，不适用于在线检测已安装电缆的绝缘特性。(4)击穿法。该方法是给电缆施加足够高的电压，使绝缘薄弱的部位发生放电现象，通过查找放电部位来确定电缆是否有缺陷以及出现缺陷的位置。由于该方法的试验电压较高，因此会对良好电缆的绝缘造成一定的损伤，可能导致电压敏感部件损坏。所以该方法也不适用于在线检测已安装电缆的绝缘特性。

基于超声导波技术的方法可对飞机电缆的结构完整性进行在线检测，并对缺陷进行尺寸评估与定位，并且可在电缆功能失效前进行预警。超声导波信号在沿着电缆传播时，在缺陷处由于声阻抗的变化产生反射波，通过反射波返回的时间对缺陷进行检测与定位。该方法是基于声学方法，因此在检测过程中不受周围复杂电磁场的干扰，并且可以在电缆通电状态下进行检测。

发明内容

本发明针对电缆绝缘层的缺陷(飞机电缆失效的前期表现形式往往是电缆绝缘层的损坏)提出了一种基于超声导波的飞机电缆结构完整性在线检测方法，对缺陷进行识别、定位和评估，在电缆功能失效前进行预警。

1.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：基于超声导波的飞机电缆结构完整性在线检测方法，包括以下步骤：

S1、超声导波信号发生模块发出脉冲信号；

S2、经过步骤S1产生的脉冲信号经过信号放大模块进行放大；

S3、经过步骤S2放大的脉冲信号激励检测模块，使检测模块产生超声导波；

S4、沿飞机电缆传播的声波遇到电缆绝缘层缺陷时会产生反射信号，反射回的信号使MFC传感器振动，产生变形，发生电荷量的变化；