[發明專利]壓差測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201210364167.7
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103674410B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 歐陽光洲;徐穎;袁洪;羅瑞丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01L13/00
• 分類號: G01L13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于壓差測量技術領域，具體涉及系留氣球、飛艇等浮空器囊體內外壓差的測量。

背景技術

浮空器包括飛艇和系留氣球，屬于輕于空氣的航空飛行器，其基本原理是在軟式、半軟式或硬式囊體內充入氦氣，產生浮力以克服自身重量實現在平流層至近地上空范圍內的機動飛行或者定點滯空。囊體是浮空器的一個重要組件。在復雜多變的外界環境中，需要對囊體內部壓力進行嚴格的控制，才能保證浮空器在惡劣的自然環境下保持良好的氣動外形，從而確保其工作的正常進行。要實現對浮空器囊體內部壓力的嚴格控制，需要獲得囊體內外壓差，通過壓差值指示正確調整閥門等壓力調節裝置。針對囊體內外壓差的獲取，傳統的方式是在囊體上安裝差壓傳感器，利用差壓傳感器直接測量并采集囊體內外壓差值。這種方法雖然簡便直接，但是在對囊體壓差測量時，卻存在某種程度上的不適應性。浮空器工作環境復雜多變，這種多變的環境對于差壓傳感器的影響是無法忽略的，將會造成測量誤差過大或者超出可接受范圍。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種壓差測量裝置和方法，以解決傳統差壓測量裝置在對浮空器囊體內外壓差進行測量時出現的不適應，同時能滿足特殊工作環境下的實時性需求。

(二)技術方案

為解決上述的技術問題，本發明提供一種基于電磁閥控制的壓差測量裝置和方法，該裝置包括電磁閥，氣壓傳感器，第一氣管，第二氣管，第三氣管，數據處理模塊以及數據線；所述第一氣管的一端、第二氣管的一端和第三氣管的一端分別連接所述電磁閥；所述第一氣管的另一端連接囊體，所述第三氣管的另一端連接所述氣壓傳感器；所述數據處理模塊通過所述數據線與所述氣壓傳感器連接。

該方法包括如下步驟：

步驟A1：所述電磁閥不通電，所述氣壓傳感器測得囊體內氣體壓強；

步驟A2：所述數據處理模塊對步驟A1中的測量值進行采集、運算并存儲；

步驟A3：所述電磁閥通電，所述氣壓傳感器測得囊體外氣體壓強；

步驟A4：所述數據處理模塊對步驟A3中的測量值進行采集、運算并存儲；

步驟A5：所述數據處理模塊對步驟A2和步驟A4中采集、運算并存儲的測量值進行處理。

本發明還提供一種基于電磁閥控制的實時性壓差測量裝置和方法，該裝置包括第一電磁閥，第二電磁閥，第一氣壓傳感器，第二氣壓傳感器，第一氣管、第二氣管、第三氣管、第四氣管、第五氣管、第六氣管，以及數據處理模塊和數據線；所述第一氣管的一端和所述第二氣管的一端分別連接所述第一電磁閥；所述第一氣管的另一端連接囊體；所述第三氣管的一端連接所述第一電磁閥，所述第三氣管的另一端連接所述第一氣壓傳感器；所述第四氣管的一端和所述第五氣管的一端分別連接所述第二電磁閥；所述第四氣管的另一端連接所述囊體；所述第六氣管的一端連接所述第二電磁閥，所述第六氣管的另一端連接所述第二氣壓傳感器；所述數據處理模塊通過所述數據線與所述第一氣壓傳感器和第二氣壓傳感器連接。

該方法包括如下步驟：

步驟B1：所述第一電磁閥和所述第二電磁閥都不通電，所述第一氣壓傳感器和所述第二氣壓傳感器分別測得囊體內的氣體壓強；

步驟B2：所述數據處理模塊在第一時刻對步驟B1中的測量值進行采集、運算并存儲；

步驟B3：所述數據處理模塊對步驟B2中存儲的測量值進行處理，得到誤差差數據；

步驟B4：保持所述第一電磁閥斷電，所述第二電磁閥通電，所述第一氣壓傳感器測得囊體內氣體壓強，所述第二氣壓傳感器測得對囊體外的氣體壓強；

步驟B5：所述數據處理模塊在第二時刻對步驟B4中的測量值進行采集、運算并存儲；

步驟B6：所述數據模塊步驟B5中存儲的測量值以及步驟B3中得到的誤差差數據進行運算，得到同一時刻囊體內外的壓差。

(三)有益效果

本發明利用數據處理模塊對測量值做差分處理，有效克服了因零點漂移所帶來的測量誤差，跳過了在每次測量前對氣壓傳感器的反復校準過程。選用電磁閥作為選通控制開關，控制選擇氣壓傳感器的測量主體，分別獲取浮空器囊體內外氣壓值并利用數據處理模塊做差分處理，有效克服因直接使用差壓測量裝置測量囊體內外壓差值時所帶來的不適應性。選用雙氣壓傳感器同時配合雙電磁閥測量同一時刻囊體內外氣壓值，并利用零點漂移所帶來的測量誤差的差值，獲取實時壓差值，能滿足特殊環境下對壓差值的實時性需求。

附圖說明

圖1是根據本發明的一種基于電磁閥控制的壓差測量裝置示意圖；