B737—800飛機火警探測模擬演示系統設計

趙彩霞+金冉

摘 要：本文根據B737-800型飛機火警探測系統的分布組成和探測原理進行了模擬演示系統設計。首先分析了B737-800型飛機的機上火警探測系統，然后給出了本文模擬演示系統設計的工作原理、演示系統的面板設計，最后利用單片機AT89S51、溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、顯示屏LCD12864等設計的模擬電路圖。本文設計的模擬演示系統可以對B737-800型飛機的火警探測系統的工作過程進行很好的演示。

關鍵詞：B737-800飛機；火警探測；模擬演示

中圖分類號： TP2；V328 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）32-175-2

1 B737-800飛機火警探測系統概述

B737-800飛機火警探測系統的組成包括：發動機火警探測，廁所煙霧探測，貨艙煙霧探測，輪艙過熱探測以及機翼機身過熱探測，其主要的工作原理如下所示。

①發動機過熱和火警探測系統使用發動機上的探測器來監測發動機過熱和火警狀態。當系統感應到過熱或著火時，駕駛艙內的警告指示系統工作。指示在P7遮光板和過熱/火警保護面板上。發動機著火時駕駛艙內的警鈴也工作。

②廁所煙霧探測系統在廁所煙霧狀態時給機組報警。每個廁所的天花板上有一個探測器。當煙霧探測系統探測到廁所內有煙霧時，將給出視覺的和音響的警告指示。

③如果底部貨艙內有煙霧，貨艙煙霧探測系統給駕駛艙發出警告。前、后貨艙都有警告。每個煙霧探測器監測貨艙的煙霧和溫度。如果探測器感應到煙霧或超溫，就發送信號到貨艙電子組件。貨艙電子組件發送信號到駕駛艙，給出指示。煙霧探測器利用光電單元探測煙霧。如果煙霧探測器感應到煙霧或空氣溫度超過230F（110℃），就給出報警信號。

④輪艙火警探測系統使用主輪艙內的探測器元件。它監測輪艙的火警狀態。當系統感應到火警，就在駕駛艙給出警告指示。警告指示位于遮光板P7，以及發動機和APU火警控制組件P8-1上。在駕駛艙還有警鈴響。

⑤機翼機身過熱探測系統使用鄰近氣動管道的探測器元件。它監測氣動分配系統管道的過熱狀態。當系統探測到過熱，駕駛艙內給出警報指示。

2 B737-800火警探測模擬演示系統設計

2.1 探測原理概述

飛機火警探測系統設計共分為五大區域：輪艙、左機翼和左發動機、右機翼和右發動機、貨倉、廁所。在系統未檢測到任何區域異常警告或者火警警告時，正常指示燈（綠）常亮。

客機輪艙區域使用溫度傳感器檢測溫度變化，當輪艙溫度升高且滿足過熱條件時，觸發異常告警系統，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“輪艙過熱”。

左（右）機翼和發動機區域都設置溫度傳感器監測溫度，當機翼區域溫度過高時，滿足過熱條件，觸發異常告警系統，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“機翼過熱”。當發動機溫度升高且達到過熱條件時觸發異常告警，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“發動機過熱”。若發動機溫度繼續升高至火警溫度，則系統停止異常告警并觸發火警警報，此時火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“發動機火警”，并且蜂鳴器發聲告警。

貨倉區域設置溫度傳感器和煙霧傳感器，兩者同時工作。若系統判斷出兩種傳感器中有一種動作，觸發異常警告，異常指示燈（黃）亮起，顯示屏顯示“貨倉溫度報警”或“貨倉煙霧報警”。同時相應的傳感器指示燈亮（黃），表明探測到異常。此時，若另一傳感器也動作，則停止異常報警。立刻進入火警報警狀態火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“貨倉火警”，并且蜂鳴器發聲告警。

廁所區域設置煙霧傳感器檢測煙霧，當探測器探測到煙霧時，觸發火警警報，火警指示燈（紅）亮起，顯示屏顯示“廁所火警”，并且蜂鳴器發聲告警。

多傳感器同時運作，若兩者或兩者以上區域同時發生火情，模擬系統觸發火警警報，顯示屏分別顯示火情區域，火警指示燈亮起，蜂鳴器發聲告警。

2.2 滅火工作設計

當模擬演示系統發出火警告警信息后，在單片機控制下，使得滅火系統介入工作，觸發系統中的滅火電路。滅火系統工作指示燈亮起，此時單片機開始計時，表示在指定的滅火時間內對相應的火警告警區域實施滅火處理。計時時間到，此時由單片機判斷火警區域閾值是否已降至安全范圍內。若仍然高于設定閾值，則系統繼續滅火操作，直至火警區域正常，滅火處理結束，滅火系統工作指示燈熄滅。此時火警告警裝置停止各類報警，系統恢復其正常工作狀態。表示系統完成滅火操作，火情已得到處理，系統正常。

2.3 模擬演示板電路設計

①電路組成。火警探測模擬演示系統硬件電路主要包括單片機主芯片電路，傳感器探測電路，報警信號電路，聲音報警電路，顯示報警電路。

溫度傳感器18B20，檢測溫度的變化，并將數據信息及時傳送到單片機。單片機對采集到的數據信息進行分析處理。與設定閾值進行信息比較，判定是否發出火警警報。

煙霧傳感器MQ-2將探測得到的信息轉換為輸出的數字信號傳輸給單片機，單片機通過讀取傳感器信號，將收集到的信息與設定好的閾值進行比較判定，如果傳感器采集得到的數據大于預先設定閾值，則單片機輸出低電平至LED燈組、蜂鳴器，控制蜂鳴器及對應LED燈發出火災報警，同時控制液晶顯示器，顯示火警告警的準確區域。 如果采集到的數據小于預先設定閾值，單片機作出判斷不予報警，說明周圍環境一切正常，沒有探測到火警發生。

②電路面板布局。如圖2所示，機體示意圖上端為火警報警區域，包含液晶顯示屏、三色LED燈組、蜂鳴器。在報警區域中，顯示屏負責顯示對應火警警報區域；LED燈組分別指示當前系統狀態（綠燈為正常，黃燈為異常，紅燈為火警）；蜂鳴器根據火警判斷發出聲音報警。

在飛機機體示意圖內，為火警探測區域。探測模塊分別為：1.輪艙過熱探測，位于機體前段；2.發動機過熱/火警探測，位于機體左右機翼的內側；3.機翼過熱探測，位于機體機翼的中段；4.貨倉煙霧探測；5貨倉溫度探測；6廁所煙霧探測，位于機體的尾端。其中機體中段所示的貨倉探測區域，煙霧和溫度探測同時工作，確保火警警報的準確性。

3 結論

基于B737-800火警探測系統的設計，利用單片機AT89S51、溫度傳感器DS18B20、煙霧傳感器MQ-2、顯示屏LCD12864等硬件設備，使用多傳感器信息融合技術，實現了聲光和顯示的可靠單片機飛機火警探測系統。

參 考 文 獻

[1] 向淑蘭，黃傳勇.由飛機貨艙煙霧探測引發的假火警信號研究[J]中國民航飛行學院院報，2004，15（2）：61-64.

[2] 中國民航.2005年8月份國際航空事故/事故統計[DB/OL].中國民航安全信息網，2005-09-09.

[3] Blake D.Aircraft cargo compartment smoke detector alarm incidents on U.S. Registered Aircraft，1974-1999[EB/OL].

[4] 張德銀，閆群.機載火警探測系統的改進研究[J].中國民用航空飛行學院航空工程學院，2011.