[發(fā)明專利]一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110060989.5
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN112985716B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱強(qiáng);王芳麗;肖鵬;童明波;何巍;劉翀;劉帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);中國特種飛行器研究所
• 主分類號(hào): G01M3/32
• 分類號(hào): G01M3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

1.一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法采用的監(jiān)測(cè)裝置包括氦氣囊、空氣囊、氣體濃度傳感器、傳感器輸出信號(hào)線、信號(hào)采集及控制器、控制器信號(hào)輸出線、信號(hào)顯示器和報(bào)警器，空氣囊設(shè)置在氦氣囊內(nèi)部，并與外界通過風(fēng)機(jī)和閥門連接，氦氣囊外表面以及空氣囊外表面均劃分有多個(gè)囊體監(jiān)測(cè)單元，相鄰的四個(gè)囊體監(jiān)測(cè)單元相交處為囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并分別對(duì)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和囊體監(jiān)測(cè)單元按順序編號(hào)；氣體濃度傳感器設(shè)置在囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，并通過傳感器輸出信號(hào)線將信號(hào)傳遞給信號(hào)采集及控制器，再通過控制器信號(hào)輸出線分別與信號(hào)顯示器和報(bào)警器連接，信號(hào)顯示器用于顯示各個(gè)氣體濃度傳感器的測(cè)量值，當(dāng)氣體濃度傳感器測(cè)量漏氦量大于設(shè)定值時(shí)，在信號(hào)顯示器上突出顯示，同時(shí)信號(hào)采集及控制器驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，然后通過漏氦量超標(biāo)的氣體濃度傳感器所在囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)確定氦氣囊的漏氦位置；

監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟：

S1、每個(gè)氣體濃度傳感器單獨(dú)采集其周圍的氦氣泄露量，并將其轉(zhuǎn)換為可傳輸信號(hào)，通過傳感器輸出信號(hào)線傳輸至信號(hào)采集及控制器；

S2、信號(hào)采集及控制器將傳輸過來的信號(hào)通過控制器信號(hào)輸出線輸出至信號(hào)顯示器顯示給工作人員，當(dāng)有氣體濃度傳感器的采集信號(hào)值超過設(shè)定值時(shí)，信號(hào)采集及控制器控制信號(hào)顯示器中對(duì)應(yīng)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)的漏氦量數(shù)值變成紅色提醒泄漏量超標(biāo)并閃爍，同時(shí)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；當(dāng)氣體濃度傳感器出現(xiàn)故障不能輸出信號(hào)至信號(hào)采集及控制器時(shí)，信號(hào)采集及控制器控制信號(hào)顯示器中對(duì)應(yīng)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)的漏氦量數(shù)值變成灰色提醒未采集到數(shù)據(jù)并閃爍，同時(shí)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；

S3、信號(hào)顯示器將控制器信號(hào)輸出線輸出信號(hào)顯示給工作人員；

S4、工作人員判定氦氣泄露區(qū)域和漏氦量；工作人員通過信號(hào)顯示器中顯示的漏氦量偏高的囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)判斷出破損氦氣囊或空氣囊區(qū)域，判斷邏輯為：

若某個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量偏高，且與其相鄰的四個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)的漏氦量也偏高，則判斷與該囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)相鄰的四個(gè)囊體監(jiān)測(cè)單元為破損區(qū)域；

若某個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量偏高，且與其相鄰的其中三個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量也偏高，另一相鄰的囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量正常，則判斷與該囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和與其相鄰的漏氦量偏高的三個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)所圍區(qū)域?yàn)槠茡p區(qū)域；

若某個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量偏高，且與其相鄰的且在同一囊體監(jiān)測(cè)單元的另外兩個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量也偏高，與其相鄰的另外兩個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)漏氦量正常，則判斷該囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和與其相鄰的漏氦量偏高的兩個(gè)囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)所圍區(qū)域?yàn)槠茡p區(qū)域；

S5、工作人員根據(jù)氦氣泄露區(qū)域和泄露量對(duì)破損囊體進(jìn)行修補(bǔ)或監(jiān)測(cè)；

工作人員根據(jù)信號(hào)顯示器中顯示的漏氦量偏高數(shù)值和區(qū)域判斷是對(duì)破損區(qū)域維修，還是繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，通過多個(gè)等距緯線和徑線將氦氣囊外表面和空氣囊外表面均劃分成多個(gè)囊體監(jiān)測(cè)單元，囊體監(jiān)測(cè)單元大小根據(jù)其幾何特點(diǎn)和氣體濃度傳感器精度確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，傳感器輸出信號(hào)線沿囊體監(jiān)測(cè)單元緯向邊界或囊體監(jiān)測(cè)單元徑向邊界布線。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，氣體濃度傳感器為氦氣濃度傳感器或氧氣濃度傳感器，采用氦氣濃度傳感器測(cè)量漏氦量，或者通過氧氣濃度傳感器反測(cè)漏氦量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，氦氣囊外表面囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置的氣體濃度傳感器用于測(cè)量氦氣囊中氦氣向外界泄露的氦氣量，空氣囊內(nèi)表面囊體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置的氣體濃度傳感器用于測(cè)量氦氣囊中氦氣向空氣囊泄露的氦氣量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，傳感器輸出信號(hào)線布置多根與信號(hào)采集及控制器相連，或匯集至單根總線與信號(hào)采集及控制器相連，或采用無線通信與信號(hào)采集及控制器相連。