המצאה חדשה מזהה תקלות חשמליות לסירוגין

Anonim

המצאה חדשה מזהה תקלות חשמליות לסירוגין

מכשירי חשמל

מייק הנלון

21 ביוני, 2006

4 תמונות

21 יוני, 2006 תקלה לסירוגין היא הבעיה המתסכלת ביותר של כל. רובנו משחקים עם Gizmos חוו את זה לפחות פעם אחת, וכמה מאיתנו בעבודות מומחה חוו את זה הרבה פעמים. אפשר רק לדמיין את הרגשות של חוסר התוחלת כי טכנאים ניסיון כאשר מנסים למצוא קצר קצר לסירוגין של קילומטרים של חיווט מאחורי לוחות של מטוס מסחרי מזדקן - או את העלות של מעקב אחר קצר מסוכנת פוטנציאלית למטה. עכשיו Sandia National Laboratories המציא טכניקה מהירה חדשה שעשויה להפוך את זה מבחינה כלכלית מבחינה כלכלית עבור חברות תעופה במהירות כדי לאבחן ולתקן את קשה כדי לאתר את תקלות לסירוגין כי יש מנוגע לתעשייה ועלות מיליוני דולרים בהכנסות שאבדו עקב השבתה המטוס. (PASD) (PASD) צפוי להיות בשוק בחודש ספטמבר באמצעות חברת האספקה ​​Astronics Advanced Electronic Systems, בשילוב עם שיטות בדיקה אחרות של החברה תחת השם ArcSafe. שימושים אפשריים אחרים שנחשבו בסופו של דבר עבור PASD הם כמו בדיקות זולות עבור רתמות החיווט של מכוניות נוסעים ובתים חדשים. טנקים צבאיים והחשמל שקשה להגיע אליו מאחורי מחיצות הפלדה של הצוללות הם גם מועמדים אפשריים.

המוצר המסחרי הוא בערך בגודל של מזוודה קטנה. זה יכול להיות מחובר לרתום מותקנת רתמות חוט, 40 חוטים בכל פעם, כדי לבדוק את הפסקות בידוד קטן מאוד הקשורים תקלות לסירוגין. האתגר למהנדסים היה כיצד לאתר תקלות חיווט לסירוגין לפני - לא אחרי - זה הופך לבעיה. מעגל חשמלי קצר לסירוגין מטוסים מסחריים מזדמנים נע בין טריוויאלי לקטלני. הם יכולים לעשות אורות התאורה למצמץ, מיזוג אוויר מסולסל, או אפילו לגרום לקריסות קטלניות, כמו עם טיסות SwissAir 111 או TWA 800.

הטריק של PASD הוא להפוך את המניפסט קצר לפני זה בדרך כלל היה לעשות זאת על הקרקע, כך טכנאים יכולים לתקן את זה. כדי להשיג זאת, שיטת Sandia שולח הדופק nanosecond של חשמל, מונע בכוח על ידי מתח גבוה, לאורך חבילות חיווט מטוס. הדופק הזעיר מונע בכוח, כך שהוא יכול לקפוץ פערים בבידוד מעט מתפורר, אבל יש לו מעט אנרגיה עד כדי כך שהוא מזיק.

התהליך דומה לשליחת זרזיף מים קצר מעל מפל גבוה. הנוזל בהחלט ליפול דרך ארוכה מאוד מהר, אבל כמות זעירה המגיעים בתחתית זה לא מספיק כדי לגרום נזק.

מכיוון שהמתח גבוה יותר מזה שבדרך כלל נעשה בו שימוש במטוסים, הדופק החשמלי יקפוץ כמו ארנב מהתקרה הקטנה ביותר של בידוד החיווט (אשר למכשור רגיל נראה ניזוק) או אל החצייה או אל חוט פגום סמוך אחר. הניצוץ - כמו חשמל סטטי קופץ מיד אל ידית הדלת - למעשה מאיר את המקום הפגום באופן בלתי נראה כמו כדור נותב בלילה מאירה את המטרה. כמות הזמן שנדרש עבור הנוכחי לחזור למקור שלו מנותח על ידי מבחן אוטומטי להגדיר לספר בתוך אינץ 'כמה רחוק הפסקה היא מנקודת הכניסה הבדיקה.

"במקום להגיב על בעיה, מערכות אלו יכולות למצוא תקלה לפני שהיא מתבטאת באירוע קטסטרופלי", אומר לארי שניידר, ראש צוות Sandia. "במקום לקרוע את המטוס לגישה לרתמה פגומה שעשויה להימשך לאורך המטוס, מכונאי התעופה יוכל להשתמש בכלי החדש הזה כדי לאתר ולתקן את התקלות לסירוגין."

מעגלים קצרים ספורדיים מתרחשים כאשר שני מנצחים חשופים, או מנצח ומסגרת מטוסים, יוצרים קשר זמני במהלך הטיסה. ויברציות הנגרמות על ידי מערבולות יכולות לגרום לחוטים לגעת, להפריע חשמל לאלקטרוניקה רגישה ואולי לפגוע בחוטים. תנאים אלה הם מסובכים כדי לאבחן כאשר המטוס נייח (על הקרקע) כי חוטי הקצר לעתים קרובות עברו למצב לא קצר. לפעמים הפסקות אלה בקושי ניתן לראות בעין בלתי מזוינת כי בידוד חסר עשוי להיות בגודל של חור סיכה, או כמעט בלתי נראה כמו חתך דק מסכין גילוח. מסורתית תיל מערכות הבדיקה יש קושי רב למצוא את הפגמים האלה.

כדי להתגבר על מספר עצום של בעיות בתחילה את הטכניקה המבטיחה, המינהל לביטחון גרעיני הלאומי ואת הצי האמריקאי תמכו במחקר, ואחריו הממשל התעופה הפדרלית, בהיקף של כ 2 מיליון דולר. זה לקח שנתיים כדי Astronics להתאים אותו לחבילת הכלים שלה, אשר פותחו במשך ארבע שנים של מחקר כדי לאתר הפרות חוט עם פוטנציאל קיצור חשמל.

אומר ראש צוות Astronics מייק באלאס, "אנחנו באמת ערך PASD הטכנולוגיה. רישינו את זה, והפכנו אותה יחידת בדיקה ניידת מעשית ממוקד לתעשיית התעופה למצוא פגמים לסירוגין, ואנחנו מאמינים שזה הדרך הטובה ביותר לעשות את העבודה. זה משלים נחמד הטכנולוגיה פטנט שלנו. "

אומר רוברט פאפאס, מנהל פרויקט סוכנות התעופה הפדרלית למחקר מטוסים מזדקנים, והראשון להכיר בערכה של הצעת המחקר המקורית של Sandia בשנת 1998, "זה היה מצער אם PASD פותח ונשארה תקועה במעבדה. שילוב הטכניקה [עם אלה של Astronics 'ArcSafe] הוא סיפור הצלחה אמיתי. "

שם יהיו בעיות, בדיוק אותו דבר, מקבל את השיטה מקובלת, אומר מייק Walz, המשגיח הנוכחי FAA של הפרויקט. קודם כל, הוא אומר, "מה שנראה כמו PASD הוא פריקה אלקטרוסטטית [ESD] - משהו יצרני מטוסים לעבוד קשה כדי לשמור על מערכת החיווט שלהם."

חוקר אחד מגיב בהומור, "[במובן זה] PASD דומה קצת להומיאופתיה: ESD בלתי מבוקר יכול להרוג אותך, אבל קצת יכול לעזור לך לרפא אותך". לפחות בתחום האלקטרוניקה, התיאוריה פועלת.

Astronics בברכה על תוספת של PASD בגלל בעיות אחרות מעורבים ההתנגדות המשתנה של חוטים על פני מרחקים ארוכים, המכונה עכבה חשמלית, במיוחד במערכות החיווט מסועף נפוץ במטוסים. זו היתה בעיה בגרסאות קודמות של ArcSafe, אשר השתמשו זרם DC כדי לזהות הפסקות. אימפדנציה משתנה פירושה שקשה לאתר במדויק תקלה לסירוגין, שכן אותות החזרה החשמליים לא היו עקביים, במיוחד בגיאומטריה של תיל מורכב. עם זאת, השיטה DC הוא היעיל ביותר לזיהוי תקלות רגילות ו Astronics שמרו אותו לסינון אשמה מהירה.

כדי לשפר את יכולת איתור השבר שלה, פיתחה Astronics שיטה המאפשרת לדופק PASD לרכוב על זרם ה- DC כמו רוכב על סוס. זרם DC מספק תמיכה הדופק מתח גבוה, אשר לאחר מכן יכול להיות יעיל אפילו מאה מטרים מנקודת המוצא שלה במדויק לאתר הפרות קריטיים מבודדים חוט, אפילו אלה המתרחשים על רתמות חוט תיל. המרחק לשבר הוא ניתן לחישוב, ללא קשר לשינויים בעכבה המיוצרים על ידי החיווט כפי שהוא מגיב לדופק PASD ברמות מתח שונות.

"בידוד החיווט שגדל פגום לאורך זמן עלול לגרום לתקלות או אפילו לשריפות, אך קשה לזהותו ואף קשה יותר לאתר אותו, " אומר שניידר. "שיטות אחרות נעלמו כאשר מתמודדים עם עכבות משתנות של צרורות של חוטים, או את הקושי לספק את המיקום המדויק של הפגם כמו חבילה חיווט הענף לתוך צרורות אחרים. שיטה זו לא הורסת, זולה לא רק מזהה סדקים או חריצים, אלא גם מסוגל לאתר את המיקום המדויק של פגם כדי להקל על החלפת חוט.

המיקום בפועל של הפגם עשוי לדרוש בדיקה על מספר ענפים אפשריים, שכן המרחק בין מרחק קצר יכול להתקיים לאורך מספר נתיבים, אבל הבעיה היא קלה לעומת האלטרנטיבה.

מערכת הכלאה היא שיפור בגלל החוסן שלה על מערכות מורכבות.

הטכניקה כנראה יהיה הכי טוב להשתמש כדי לבדוק את מערכות המשנה חיווט כי הם אזורים בעייתיים ידוע, אומר לארי. כדי לבדוק את כל החיווט במטוס עשוי להימשך מספר ימים.

PASD מסתמך על מומחיות Sandia שנקרא פעמו כוח, שפותחה על פני עשרות שנים של מחקר. בדרך כלל הציבור חושב על מחקר זה - אם הוא חושב על זה בכלל - במונחים של מכונת Z מסיבית של Sandia, אשר שולחת התפרצויות גדולות של זרם חשמלי למטה צינור כמו גדול סביב כמו ההיקף של סוס. אבל המכשיר PASD במצב הניסוי שלה היה רק ​​בגודל של מקרר קטן.

מייק דינלו ולארי שניידר מתכוננים להעסיק את האבחון PASD על חוטי חיווט בתא הטייס של בואינג 737 בדימוס (צילום על ידי רנדי מונטויה)

סנדיאן קווין הווארד בודק את החיווט החשמלי של גלגל היטב של בדימוס בואינג 727 ב Sandia 'FAA אייר איירלייטינג NDI אימות מרכז. האגף על 727 הוסר. (צילום: רנדי מונטויה)

קווין הווארד מתכונן לרכוש נתונים PASD על חיווט חשמלי על ההגה היטב של בדימוס בואינג 727. (צילום על ידי רנדי מונטויה)