[发明专利]一种飞行器结构件运行监护装置

说明书

1、技术领域

一种飞行器结构件运行监护装置是利用热导池技术测量气体流量变化，记录飞行器结构件运行过程中受力状况的气体传感装置，其技术属于传感器领域。

2、背景技术

在飞行器高速运动时，其结构件在外力作用下会发生振动、变形、甚至断裂。因此测量、记录、监护飞行器结构件在运行过程中受力状况，是研发、设计飞行器的重要环节，也是保障飞行器安全的重要措施。通常采用电子元器件传感器或金属导线采集飞行器结构件受力数据，但是存在传感器与飞行器内置的电子设备相互干扰及其响应区间狭窄的问题。采用气体传感技术设计的飞行器结构件运行监护装置，能够解决电子元器件传感器存在的上述不足。本技术方案利用在外力作用下，弹性导气管发生形变，改变导管内气流的导通截面，使导管内的气体流量及流速发生变化，甚至可以阻断气体流动的特性设计的传感探头，将结构件表面或内部的不同方向的压力、剪切力、拉伸力转换为气体流量变化；利用气体流量变化可以改变流动气体传热量的特性，采用热导池可以精确记录导气管内气体流量变化，从而可以获取结构件受力状况。

3、发明内容

飞行器结构件运行监护装置由导热性能良好的高压气源、传感探头和热导池三部分构成。高压气源用于提供一定流量和流速且导热性能良好的气体；传感探头用于将来自不同方向的外部作用力转化为可传递、可测量的气体流量变化；热导池用于将气体流量变化导致的温度变化转换为电子信息。

高压气源由高压瓶装气体(1)、气体减压阀(2)、流量控制器(3)及准刚性气体导管(4)构成。高压瓶装气体(1)与气体减压阀(2)、流量控制器(3)及准刚性气体导管(4)依次联通；采用高压瓶装气体(1)经过气体减压阀(2)减压后，进入流量控制器(3)控制输出气体流量，利于输出保持流量恒定的气流；采用由一定长度并在弯曲时内径不发生变化的准刚性气体导管(4)，利于将气流导入位于被测试飞行器结构件指定部位的传感探头，气流经过传感探头内部的弹性气体导管(5)后，通过另外一段气体导管(4)导入热导池。

传感探头由弹性气体导管(5)、波浪状弹簧片(6)、U形拉索(7)、方柱形弹性外壳(8)及传感探头固定件(9)构成。传感探头的弹性气体导管(5)、波浪状弹簧片(6)、U形拉索(7)、均安置在方柱形弹性外壳(8)内；弹性气体导管(5)位于方柱形弹性外壳(8)中轴线上，分别与方柱形弹性外壳(8)的两个正方形截面外侧的气体导管(4)接通；两片波浪状弹簧片(6)沿弹性气体导管(5)轴线方向将弹性气体导管(5)夹在中间；两条U形拉索(7)分别位于波浪状弹簧片(6)中轴线外侧，U形拉索(7)两端分别固定于方柱形弹性外壳(8)两侧的气体导管(4)截面内；两个传感探头固定件(9)分别安装在方柱形弹性外壳(8)两侧的气体导管(4)上，用于将传感探头弹性外壳(8)两端的气体导管(4)固定于飞行器结构件测试部位上。

热导池由长方体金属池体(12)及其内部的气体通道(13)、位于气体通道(13)中段的电热丝(10)、位于气体通道(13)末段的热敏电阻(11)、连接气体通道(13)末端的排气管(16)、位于长方体金属池体(12)外部的电热丝电源(14)及电子信息处理器(15)构成。采用金属铜制作热导池体(12)并在其内部设置的气体通道(13)内安装电热丝(10)，利于在气体通道(13)内建立温度平衡环境体系；采用可调电压的直流电源作为电热丝电源(14)、利于调控电热丝(10)输出功率及热导池灵敏度；采用在气体通道(13)内安置热敏电阻(11)，利于将流经气体通道(13)的气体流量变化造成的温度上升信息转换为电讯号；采用配置显示和报警功能的微型电脑电子信息处理器(15)，利于进行网络化管理；采用排气管(16)，利于将流出气体通道(13)的气体排放到热导池外部。

采用电热丝电源(14)和流量控制器(3)，对电热丝(10)输出功率和气体流量进行匹配，将飞行器结构件运行监护装置灵敏度调整到最佳状态。

4、附图说明

图1是飞行器结构件运行监护装置结构示意图。

图2是传感探头垂直剖面结构示意图。

图3是传感探头结构分解图。

5、具体实施方式

飞行器结构件运行监护装置具体实施优化方案是：