B737—800飞机火警探测模拟演示系统设计

赵彩霞+金冉

摘 要：本文根据B737-800型飞机火警探测系统的分布组成和探测原理进行了模拟演示系统设计。首先分析了B737-800型飞机的机上火警探测系统，然后给出了本文模拟演示系统设计的工作原理、演示系统的面板设计，最后利用单片机AT89S51、温度传感器DS18B20、烟雾传感器MQ-2、显示屏LCD12864等设计的模拟电路图。本文设计的模拟演示系统可以对B737-800型飞机的火警探测系统的工作过程进行很好的演示。

关键词：B737-800飞机；火警探测；模拟演示

中图分类号： TP2；V328 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）32-175-2

1 B737-800飞机火警探测系统概述

B737-800飞机火警探测系统的组成包括：发动机火警探测，厕所烟雾探测，货舱烟雾探测，轮舱过热探测以及机翼机身过热探测，其主要的工作原理如下所示。

①发动机过热和火警探测系统使用发动机上的探测器来监测发动机过热和火警状态。当系统感应到过热或着火时，驾驶舱内的警告指示系统工作。指示在P7遮光板和过热/火警保护面板上。发动机着火时驾驶舱内的警铃也工作。

②厕所烟雾探测系统在厕所烟雾状态时给机组报警。每个厕所的天花板上有一个探测器。当烟雾探测系统探测到厕所内有烟雾时，将给出视觉的和音响的警告指示。

③如果底部货舱内有烟雾，货舱烟雾探测系统给驾驶舱发出警告。前、后货舱都有警告。每个烟雾探测器监测货舱的烟雾和温度。如果探测器感应到烟雾或超温，就发送信号到货舱电子组件。货舱电子组件发送信号到驾驶舱，给出指示。烟雾探测器利用光电单元探测烟雾。如果烟雾探测器感应到烟雾或空气温度超过230F（110℃），就给出报警信号。

④轮舱火警探测系统使用主轮舱内的探测器元件。它监测轮舱的火警状态。当系统感应到火警，就在驾驶舱给出警告指示。警告指示位于遮光板P7，以及发动机和APU火警控制组件P8-1上。在驾驶舱还有警铃响。

⑤机翼机身过热探测系统使用邻近气动管道的探测器元件。它监测气动分配系统管道的过热状态。当系统探测到过热，驾驶舱内给出警报指示。

2 B737-800火警探测模拟演示系统设计

2.1 探测原理概述

飞机火警探测系统设计共分为五大区域：轮舱、左机翼和左发动机、右机翼和右发动机、货仓、厕所。在系统未检测到任何区域异常警告或者火警警告时，正常指示灯（绿）常亮。

客机轮舱区域使用温度传感器检测温度变化，当轮舱温度升高且满足过热条件时，触发异常告警系统，异常指示灯（黄）亮起，显示屏显示“轮舱过热”。

左（右）机翼和发动机区域都设置温度传感器监测温度，当机翼区域温度过高时，满足过热条件，触发异常告警系统，异常指示灯（黄）亮起，显示屏显示“机翼过热”。当发动机温度升高且达到过热条件时触发异常告警，异常指示灯（黄）亮起，显示屏显示“发动机过热”。若发动机温度继续升高至火警温度，则系统停止异常告警并触发火警警报，此时火警指示灯（红）亮起，显示屏显示“发动机火警”，并且蜂鸣器发声告警。

货仓区域设置温度传感器和烟雾传感器，两者同时工作。若系统判断出两种传感器中有一种动作，触发异常警告，異常指示灯（黄）亮起，显示屏显示“货仓温度报警”或“货仓烟雾报警”。同时相应的传感器指示灯亮（黄），表明探测到异常。此时，若另一传感器也动作，则停止异常报警。立刻进入火警报警状态火警指示灯（红）亮起，显示屏显示“货仓火警”，并且蜂鸣器发声告警。

厕所区域设置烟雾传感器检测烟雾，当探测器探测到烟雾时，触发火警警报，火警指示灯（红）亮起，显示屏显示“厕所火警”，并且蜂鸣器发声告警。

多传感器同时运作，若两者或两者以上区域同时发生火情，模拟系统触发火警警报，显示屏分别显示火情区域，火警指示灯亮起，蜂鸣器发声告警。

2.2 灭火工作设计

当模拟演示系统发出火警告警信息后，在单片机控制下，使得灭火系统介入工作，触发系统中的灭火电路。灭火系统工作指示灯亮起，此时单片机开始计时，表示在指定的灭火时间内对相应的火警告警区域实施灭火处理。计时时间到，此时由单片机判断火警区域阈值是否已降至安全范围内。若仍然高于设定阈值，则系统继续灭火操作，直至火警区域正常，灭火处理结束，灭火系统工作指示灯熄灭。此时火警告警装置停止各类报警，系统恢复其正常工作状态。表示系统完成灭火操作，火情已得到处理，系统正常。

2.3 模拟演示板电路设计

①电路组成。火警探测模拟演示系统硬件电路主要包括单片机主芯片电路，传感器探测电路，报警信号电路，声音报警电路，显示报警电路。

温度传感器18B20，检测温度的变化，并将数据信息及时传送到单片机。单片机对采集到的数据信息进行分析处理。与设定阈值进行信息比较，判定是否发出火警警报。

烟雾传感器MQ-2将探测得到的信息转换为输出的数字信号传输给单片机，单片机通过读取传感器信号，将收集到的信息与设定好的阈值进行比较判定，如果传感器采集得到的数据大于预先设定阈值，则单片机输出低电平至LED灯组、蜂鸣器，控制蜂鸣器及对应LED灯发出火灾报警，同时控制液晶显示器，显示火警告警的准确区域。 如果采集到的数据小于预先设定阈值，单片机作出判断不予报警，说明周围环境一切正常，没有探测到火警发生。

②电路面板布局。如图2所示，机体示意图上端为火警报警区域，包含液晶显示屏、三色LED灯组、蜂鸣器。在报警区域中，显示屏负责显示对应火警警报区域；LED灯组分别指示当前系统状态（绿灯为正常，黄灯为异常，红灯为火警）；蜂鸣器根据火警判断发出声音报警。

在飞机机体示意图内，为火警探测区域。探测模块分别为：1.轮舱过热探测，位于机体前段；2.发动机过热/火警探测，位于机体左右机翼的内侧；3.机翼过热探测，位于机体机翼的中段；4.货仓烟雾探测；5货仓温度探测；6厕所烟雾探测，位于机体的尾端。其中机体中段所示的货仓探测区域，烟雾和温度探测同时工作，确保火警警报的准确性。

3 结论

基于B737-800火警探测系统的设计，利用单片机AT89S51、温度传感器DS18B20、烟雾传感器MQ-2、显示屏LCD12864等硬件设备，使用多传感器信息融合技术，实现了声光和显示的可靠单片机飞机火警探测系统。

参 考 文 献

[1] 向淑兰，黄传勇.由飞机货舱烟雾探测引发的假火警信号研究[J]中国民航飞行学院院报，2004，15（2）：61-64.

[2] 中国民航.2005年8月份国际航空事故/事故统计[DB/OL].中国民航安全信息网，2005-09-09.

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

[4] 张德银，闫群.机载火警探测系统的改进研究[J].中国民用航空飞行学院航空工程学院，2011.