[发明专利]一种浮空器囊体氦气泄露监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种浮空器囊体氦气泄露监测装置及方法，其通过设置在氦气囊和空气囊外表面的气体浓度传感器分别测量浮空器囊体氦气向外界泄漏量及向空气囊泄露量，并将信号通过传感器输出信号线传递给信号采集及控制器，然后通过信号输出线将信号显示在信号显示器上，当气体浓度传感器采集到氦气泄漏量大于设定值时，控制器通过信号输出线驱动报警器报警，并在显示器上显示相应编号的气体泄露量，工作人员可通过警示显示的气体浓度传感器编号识别囊体氦气泄露区域；提高了产品的维修效率，降低了产品的维护成本，该氦气泄露监测方法可应用到浮空器及其他气体容器的气体泄露监测，并且不限于对氦气泄露的监测。

技术领域

本发明涉及飞行器件的测试技术，特别是涉及一种浮空器囊体氦气泄露监测装置及方法。

背景技术

浮空器是一种轻于空气的飞行器，可分为系留气球和飞艇。浮空器可为各种任务设备和载人吊舱提供搭载平台，在监视预警、旅游观光、影视拍摄、娱乐广告等军、民用领域拥有较好的前景。浮空器主要采用氦气提供升力，使用过程中氦气泄露主要来自囊体材料本体、使用过程中零件之间出现的缝隙和材料上出现的漏点，其中缝隙和漏点的影响远大于材料本体。当出现缝隙和漏点时，囊体压力降低难以维形，会影响浮空器的性能和安全性，必须对囊体检漏确定缝隙和漏点位置并及时修补。现有的检漏方法为利用升降平台或高空作业车对氦气囊外表面喷肥皂水，且只能在艇库内或风速较小的环境下进行，费事费力；对于隐藏在空气囊内部的氦气囊表面尚无可行的检漏方法，只能待球体拆收后工作人员进入空气囊内部检漏。综上所述，现有的浮空器囊体氦气泄露检测方法存在一定的局限性，对于大型浮空器和没有艇库的浮空器问题更加突出。

发明内容

发明目的：本发明的一个目的是提供一种浮空器囊体氦气泄露检测装置。

本发明的另一个目的是提供一种浮空器囊体氦气泄露检测方法，可实时监测球体表面和内部的氦气泄露量并定位泄露部位。

技术方案：本发明的一种浮空器囊体氦气泄露监测装置，包括氦气囊、空气囊、气体浓度传感器、传感器输出信号线、信号采集及控制器、控制器信号输出线、信号显示器和报警器，空气囊设置在氦气囊内部，并与外界通过风机和阀门连接，氦气囊外表面以及空气囊外表面均划分有多个囊体监测单元，相邻的四个囊体监测单元相交处为囊体监测点，并分别对囊体监测点和囊体监测单元按顺序编号；气体浓度传感器设置在囊体监测点上，并通过传感器输出信号线将信号传递给信号采集及控制器，再通过控制器信号输出线分别与信号显示器和报警器连接，信号显示器用于显示各个气体浓度传感器的测量值，当气体浓度传感器测量漏氦量大于设定值时，在信号显示器上突出显示，同时信号采集及控制器驱动报警器报警，然后通过漏氦量超标的气体浓度传感器所在囊体监测点编号确定氦气囊的漏氦位置。

优选的，通过多个等距纬线和径线将氦气囊外表面和空气囊外表面均划分成多个囊体监测单元，囊体监测单元大小根据其几何特点和气体浓度传感器精度确定。

优选的，传感器输出信号线沿囊体监测单元纬向边界或囊体监测单元径向边界布线。

优选的，传感器输出信号线布置多根与信号采集及控制器相连，或汇集至单根总线与信号采集及控制器相连，或采用无线通信与信号采集及控制器相连。

优选的，气体浓度传感器为氦气浓度传感器或氧气浓度传感器，采用氦气浓度传感器测量漏氦量，或者通过氧气浓度传感器反测漏氦量。

优选的，氦气囊外表面囊体监测点上设置的气体浓度传感器用于测量氦气囊中氦气向外界泄露的氦气量，空气囊内表面囊体监测点上设置的气体浓度传感器用于测量氦气囊中氦气向空气囊泄露的氦气量。

本发明的一种基于上述装置的浮空器囊体氦气泄露监测方法，包括以下步骤：

S1、每个气体浓度传感器单独采集其周围的氦气泄露量，并将其转换为可传输信号，通过传感器输出信号线传输至信号采集及控制器；