[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(kāi)（公告）號(hào): CN112985716B
• 公開(kāi)（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(guó)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

本發(fā)明公開(kāi)了一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)裝置及方法，其通過(guò)設(shè)置在氦氣囊和空氣囊外表面的氣體濃度傳感器分別測(cè)量浮空器囊體氦氣向外界泄漏量及向空氣囊泄露量，并將信號(hào)通過(guò)傳感器輸出信號(hào)線傳遞給信號(hào)采集及控制器，然后通過(guò)信號(hào)輸出線將信號(hào)顯示在信號(hào)顯示器上，當(dāng)氣體濃度傳感器采集到氦氣泄漏量大于設(shè)定值時(shí)，控制器通過(guò)信號(hào)輸出線驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，并在顯示器上顯示相應(yīng)編號(hào)的氣體泄露量，工作人員可通過(guò)警示顯示的氣體濃度傳感器編號(hào)識(shí)別囊體氦氣泄露區(qū)域；提高了產(chǎn)品的維修效率，降低了產(chǎn)品的維護(hù)成本，該氦氣泄露監(jiān)測(cè)方法可應(yīng)用到浮空器及其他氣體容器的氣體泄露監(jiān)測(cè)，并且不限于對(duì)氦氣泄露的監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器件的測(cè)試技術(shù)，特別是涉及一種浮空器囊體氦氣泄露監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

浮空器是一種輕于空氣的飛行器，可分為系留氣球和飛艇。浮空器可為各種任務(wù)設(shè)備和載人吊艙提供搭載平臺(tái)，在監(jiān)視預(yù)警、旅游觀光、影視拍攝、娛樂(lè)廣告等軍、民用領(lǐng)域擁有較好的前景。浮空器主要采用氦氣提供升力，使用過(guò)程中氦氣泄露主要來(lái)自囊體材料本體、使用過(guò)程中零件之間出現(xiàn)的縫隙和材料上出現(xiàn)的漏點(diǎn)，其中縫隙和漏點(diǎn)的影響遠(yuǎn)大于材料本體。當(dāng)出現(xiàn)縫隙和漏點(diǎn)時(shí)，囊體壓力降低難以維形，會(huì)影響浮空器的性能和安全性，必須對(duì)囊體檢漏確定縫隙和漏點(diǎn)位置并及時(shí)修補(bǔ)。現(xiàn)有的檢漏方法為利用升降平臺(tái)或高空作業(yè)車對(duì)氦氣囊外表面噴肥皂水，且只能在艇庫(kù)內(nèi)或風(fēng)速較小的環(huán)境下進(jìn)行，費(fèi)事費(fèi)力；對(duì)于隱藏在空氣囊內(nèi)部的氦氣囊表面尚無(wú)可行的檢漏方法，只能待球體拆收后工作人員進(jìn)入空氣囊內(nèi)部檢漏。綜上所述，現(xiàn)有的浮空器囊體氦氣泄露檢測(cè)方法存在一定的局限性，對(duì)于大型浮空器和沒(méi)有艇庫(kù)的浮空器問(wèn)題更加突出。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種浮空器囊體氦氣泄露檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種浮空器囊體氦氣泄露檢測(cè)方法，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球體表面和內(nèi)部的氦氣泄露量并定位泄露部位。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種浮空器囊體氦氣泄露監(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(guò)風(fēng)機(jī)和閥門(mén)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(guò)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(guò)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(guò)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。

優(yōu)選的，通過(guò)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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，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(wú)線通信與信號(hào)采集及控制器相連。

優(yōu)選的，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(guò)氧氣濃度傳感器反測(cè)漏氦量。

優(yōu)選的，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。

本發(fā)明的一種基于上述裝置的浮空器囊體氦氣泄露監(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(guò)傳感器輸出信號(hào)線傳輸至信號(hào)采集及控制器；