[发明专利]一种飞艇气囊气密性在线监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种飞艇气囊气密性在线监测系统及方法，其包括传感器网络子系统；对检测信号进行统一分类存储且判断各检测信号是否属于第一类检测信号，是则直接发送至泄漏诊断评估子系统，否则确认为第二类检测信号的数据采集与存储子系统；分别提取各第二类检测信号的特征量，并识别出对应的信号模式的信号处理与识别子系统；分析计算飞艇内氦气的实时泄漏参数以及飞艇气囊蒙皮表面的微孔损伤泄漏位置参数的泄漏诊断评估子系统；以及通过无线数据传输子系统与泄漏诊断评估子系统进行信息交互，并对飞艇气囊结构的泄漏特性进行判断的地面监控子系统。本发明具有可靠性高，检测精度不受飞艇外界大气环境条件变化影响等优点。

技术领域

本发明涉及飞艇气囊气密性检测技术领域，特别涉及一种飞艇气囊气密性在线监测系统及方法。

背景技术

飞艇气囊的气密性检测方法是保证飞艇正常工作运行的关键技术之一。传统的飞艇气囊气密性检测方法是压力变化检漏法，包括压降检测法和压差检测法。它们都是在理想气体物态方程的基础上，利用检测开始时刻和检测终止时刻飞艇气囊内氦气的三个热力学状态物理量(温度、压力和体积)来间接表示这两个时刻气囊内氦气的质量，并由质量守恒定律间接推导出检测时间段内气囊内的氦气泄漏量和泄漏率。

但是需要指出的是，尽管传统的压力变化检漏法在飞艇气囊气密性检测中可以发挥一定的作用，但这些技术无法实时在线识别判断出飞艇气囊蒙皮结构在制造加工和工作运行过程中出现的微孔损伤泄漏位置和损伤程度；且飞艇外界大气环境条件的复杂变化会影响飞艇气囊内氦气的状态，其对氦气状态产生的影响与氦气泄漏对氦气状态产生的影响耦合在一起，进而对气密性检测结果的精度产生很大影响；因此可以说现有的飞艇气囊的现场气密性检测局限性较大，需要一定的测量时间而不能实时得到飞艇气囊内氦气的瞬时泄漏量和泄漏率。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种飞艇气囊气密性在线监测系统，该系统具有可靠性高，检测精度不受飞艇外界大气环境条件变化影响，且能实时获得飞艇气囊内氦气的瞬时泄漏量和泄漏率等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种飞艇气囊气密性在线监测系统，其特征在于，包括：

由被设置于飞艇气囊表面和/或内部的多个传感器节点所组成的传感器网络子系统，该传感器网络子系统通过前述各传感器节点捕捉飞艇气囊表面和/或内部不同位置点的结构响应及服役环境信息，并将前述各结构响应及服役环境信息转化为对应的电信号，且每一传感器节点均至少能够对应捕捉一种类型的结构响应或者服役环境信息；

对前述传感器网络子系统当前所捕捉的各类结构响应及服役环境信息进行分类存储的数据采集与存储子系统，该数据采集与存储子系统在进行分类存储的同时，逐一判断各结构响应或者服役环境信息是否属于第一类检测信号，是则将该结构响应或者服役环境信息直接发送至泄漏诊断评估子系统，否则确认该结构响应或者服役环境信息为第二类检测信号并将其发送至信号处理与识别子系统；

分别提取前述各第二类检测信号的特征量，并识别出与前述第二类检测信号对应的信号模式的信号处理与识别子系统；

根据前述第一类检测信号和/或第二类检测信号对应的特征量和信号模式，分析计算飞艇内氦气的实时泄漏参数以及飞艇气囊蒙皮表面的微孔损伤泄漏位置参数的泄漏诊断评估子系统；

以及通过无线数据传输子系统与前述泄漏诊断评估子系统进行信息交互，并基于无线数据传输子系统所传输的数据，对飞艇气囊结构的泄漏特性进行判断的地面监控子系统。

前述结构响应包括但不限于飞艇气囊蒙皮的应变信号、气囊蒙皮的温度信号、作用于飞艇气囊蒙皮表面的压力信号、飞艇气囊蒙皮出现损伤时对应的声波信号以及飞艇气囊的加速度信号；所述服役环境信息包括但不限于外界大气的温度信号、气囊内部的温度信号、外界大气的压力信号、气囊内的压力信号以及外界大气的风速信号。