装甲车辆电源系统原位检测仪研究与设计

黄捷音，李光升，董今朝，谢永成

(1.装甲兵工程学院，北京 100072；2.63978部队，河南 洛阳 471099)



装甲车辆电源系统原位检测仪研究与设计

黄捷音1，李光升1，董今朝2，谢永成1

(1.装甲兵工程学院，北京 100072；2.63978部队，河南 洛阳 471099)

摘要:为了提高装甲车辆电源系统的故障诊断能力，文中研究设计了装甲车辆电源系统原位检测仪，论述了电源系统原理结构，分析了现行保障条件，根据其存在的不足，提出了研制电源系统原位检测仪的意义所在。从硬件设计与软件实现两方面对原位检测仪进行了研究设计，并通过实车联调检测，验证原位检测仪的重要作用。

关键词：电源系统；故障诊断；原位检测

0　引　言

维修检测是装甲机械化部队后勤保障的重要环节，是保持装甲车辆战斗力水平的重要措施。装甲车辆电源系统作为装甲车辆电气系统的重要组成部分，其任何一种故障，都可能导致全车用电设备的工作不正常或停止工作[1]。因此，进行装甲车辆电源系统维修检测技术研究，对提高电源系统故障诊断能力具有十分重要的意义。

目前为止，我军现役装甲装备仍处在一个不断更新换代的过程中，新老装备共存，型号种类众多，往往在同一部队装备着多种型号的装甲车辆，加之不断应用的新设备、新技术，给部队维修检测带来了前所未有的压力[2]。在电源系统维修检测方面问题尤为突出，目前所使用的检测设备所能检测对象大多比较单一，某些针对单一车型，某些针对一类问题，且测试精度不高，无法满足维修检测资源的优化提高。因此，急需研制一种综合检测设备，可实现多种车型、多类故障测试，达到合理配置硬件资源的要求，故本文提出原位检测仪的概念。

1　电源系统原位检测仪

本测试系统采用移动式设计，由通用测试主机、适配器(个数可根据车型扩展)、测试电缆以及其它专用工具组成。测控主机、适配器及专用工具均配置于移动平台上，根据需要可推至相应修理间实施监测。通用测试主机核心单元是Diamond-1 580 总线计算机，并配有数据采集卡和通用调理箱，用来实现数据采集、控制决策及控制输出。适配器一端通过专用插座、测试电缆与被测部件连接，另一端通过标准化的通用接口与测试主机连接，完成激励施加、信号采集工作。其系统结构如图1所示。

图1 系统结构图

原位检测仪工作状态模拟图如图2所示，可以看出，原位检测仪使用方便，操作人员不仅可在维修车间展开工作，也可在野外环境下实施检测维修。

2　硬件设计

检测适配器的硬件设计与制作是本课题的主要难点之一，包括电压信号采集电路、电流信号采集电路、功率放大电路、控制电路的绘制与整个电路板的设计制作。硬件设计主要围绕信号采集来进行，装甲车辆电源系统检测需要采集的信号是电压和电流，需要采集的设备是蓄电池、发电机以及调压器。

图2 原位检测仪工作状态模拟图

2.1　电流传感器

闭环霍尔电流传感器的应用范围很广[3]，本电路中采用闭环霍尔电流传感器将采集到的电流信号转变为电压信号，然后通过采集电路进入计算机进行检测。电流采集电路如图3。

图3 电流采集电路

2.2　电压采集器

电压信号的采集采用传统的电路检测方法，即通过传感器将采集到的电压信号传到适配器中进行信号处理后送入计算机进行检测。电压采集电路如图4。

图4 电流采集电路

2.3　采集板卡

选用PCI8620板卡作为信号采集板卡，其元件布局如图5所示。

3　软件设计

在确定信号采集流程后，对其进行编程实现流程。以发电机检测维修流程为例，如图6所示，根据流程图，可方便清楚编程对象，实现软件编写。

图5 采集板卡

图6 发电机检测维修流程图

检测蓄电池大电流放电时蓄电池的放电电压是否可以维持在18 V以上，如果可以则蓄电池状态良好，否则为故障；然后检测发电机发电电压在27 V～29 V时，充电电流能否稳定维持在较大的数值，如果可以则发电机状态良好，否则为故障。原位检测仪的检测界面如图7。

图7 检测界面

4　联调检测

在实车环境下对原位检测仪的可靠性与准确性进行分析，验证原位检测仪是否满足要求。现以蓄电池检测为例，进行分析。蓄电池检测界面如图8。

图8 检测界面

检测结果分析：当蓄电池大电流放电时，蓄电池放电电压低于18 V，所以蓄电池状态为禁用。蓄电池可以正常使用的检测结果应该是当蓄电池大电流放电时，蓄电池放电电压为18 V以上(即，蓄电池状态良好)。联调检测得到蓄电池状态良好,即说明该原位检测仪可实现对电源系统部件的检测功能。

5　结束语

本文针对我军现行电源系统维修检测技术中存在的不足，提出研制原位检测仪的意义。从硬件、软件两个方面分析如何建立装甲车辆电源系统原位检测仪，最后根据联调检测，验证该方法的有效性，对实际提高装甲车辆电源系统故障诊断能力具有现实意义。

参考文献：

[1]马宏忠.电机状态监测与故障诊断[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]程延伟,吕强,谢永成. 装甲车辆电源系统智能故障诊断方法研究[J]. 计算机测量与控制, 2011,19(6):1410-1413.

[3]黄坤,郭书明. 基于小波神经网络的伺服直流电机故障诊断[J]. 科学技术与工程. 2012，12(14):3460-3463.

李光升(1972-)，男，山东安丘人，副教授，副主任，主要从事电力电子与电力传动方向的研究。

研制开发

Study and Design of Test Instrument for Armored Vehicle Power Supply System

HUANG Jie-yin1，LI Guang-sheng1， DONG Jin-zhao2，XIE Yong-cheng1

(1.Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China; 2.No.63978 Troop of PLA, Luoyang 471099, China)

Abstract:In order to improve the fault diagnosis ability of armored vehicle power supply system, a test instrument is studied and designed. First of all, the research on its structure was done. Due to the deficiencies of existing assuring conditions, it is significant to design a test instrument for armored vehicle power supply system. The work was done from aspects of both hardware and software. Through testing experiment, the significance of designing test instrument for armored vehicle power supply system is verified.

Key words:power supply system; fault diagnosis; test instrument

中图分类号：TN86,TP313

文献标识码：A

文章编号：1009-3664(2015)02-0010-03

作者简介：黄捷音(1990-)，男，内蒙古包头市人，硕士研究生，主要从事检测技术与自动化装置方向的研究。

基金项目：电气系统综合试验设备(2013SC04)。