一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统，本发明专利技术将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行阻火、过滤、调温调压后，使采样气体成为恒压、恒流量的满足氧浓度测量传感器工作要求的气体，然后利用氧浓度传感器进行测量，测量后的气体排回油箱或机外。本发明专利技术由以下3个功能模块组成：采样气体预调制模块、氧气浓度测量模块、测量后气体处理模块，三个模块顺次串连组成系统。本发明专利技术解决了传统测量系统受油箱恶劣环境及油箱气压变化的影响而无法在飞行中对燃油箱氧气浓度进行测量的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属航空测量领域，涉及一种可用于飞行试验的飞机燃油箱氧气浓度测量技术。
技术介绍
飞机燃油箱氧气浓度测试系统用于在飞行试验中实时对油箱内无油空间或惰化系统管路气体中的氧气含量进行测量，以此来评价油箱惰化系统的效能和评估油箱的安全性，运输类飞机适航条款CCAR25.981、GJB32125.10.6都对典型飞行剖面中的油箱氧浓度测量提出了明确的要求。然而，飞机飞行中，燃油箱液面上部空间气体具有以下特点:I)燃油箱液面上部空间气体中存在一定浓度的油气(烃化物)、水蒸气及固体杂质，这些会造成测量精度降低或损坏测量传感器造成无法测量；2)在飞行中，随着飞机飞行高度变化，燃油箱上部空间气体气压变化很大(绝压20kPa?130kPa)，目前氧浓度测量必须在常压和常温下工作；3)目前飞机均为整体油箱，油箱外无空间用来安装氧气浓度测量设备，油箱内因会引入能量源而不允许安装氧气浓度测量设备；鉴于以上原因，目前国内没有适用于飞行试验的燃油箱氧气浓度测量方法和设备，国外又对我国进行技术和设备封锁，无法获得相关技术与设备，这给相关飞机型号研制、定型带来了很大障碍。本项目提出了一种适用于飞行试验的燃油箱氧气浓度测量系统与方法，解决了飞机在飞行中无法对燃油箱上部空间气体中的氧气浓度进行测量的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题:提供一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统。技术方案:一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统，测量系统安装于飞机上，通过预埋的采样管将飞机燃油箱中气体引至位于客舱/货舱的燃油箱氧浓度测量系统进行氧浓度测量，如图1所示。将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行阻火、过滤、调温调压后，使采样气体成为恒压、恒流量的满足氧浓度测量传感器工作要求的气体，然后利用氧浓度传感器进行测量，测量后的气体排回油箱或机外。系统由以下3个功能模块组成:采样气体预调制模块、氧气浓度测量模块、测量后气体处理模块，三个模块顺次串连组成系统。采样气体预调制模块:将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行阻火、过滤、调温调压后，使采样气体成为恒压、恒流量的满足氧浓度测量传感器工作要求的气体。包括顺次串连的气体选择阀1、阻火器1、过滤器1、压力控制器1、增压泵、过滤器II ；氧气浓度测量模块:利用工作可靠、对振动及电磁环境不敏感的氧气浓度传感器对采样气中的氧气浓度进行测量。包括顺次串连的氧浓度测量仪和流量计；测量后气体处理模块:对完成测量的采样气体进行压力控制、阻火与排出。包括顺次串连的压力控制器I1、阻火器I1、气体选择阀II。进一步，气体选择阀I具备两个样气进口，可在测量和校准进口之间切换。气体选择阀II具备两个样气出口。本专利技术的优点:该系统通过对采样气体进行预处理、氧气浓度测量、测量后气体排出这三个功能模块的组合设计，解决了传统测量系统受油箱恶劣环境及油箱气压变化的影响而无法在飞行中对燃油箱氧气浓度进行测量的问题。【附图说明】:图1为专利技术的飞机燃油箱氧气浓度测试系统在飞机客舱/货舱中的安装使用图。图2为专利技术的飞机燃油箱氧气浓度测试系统框图。【具体实施方式】本专利技术提供一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统。如图2所示，包括:采样气体预调制模块、氧气浓度测量模块、测量后气体处理模块，三个模块顺次串连。采样气体预调制模块:将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行测量前的预处理。采样气体预调制模块包括:气体选择阀1、阻火器1、过滤器1、压力控制器1、增压泵、过滤器II，部件之间顺次串连。气体选择阀1:具备两个样气进口，可在测量和校准进口之间切换；阻火器1:用于采样管道阻火；I级过滤器:具备过滤物收集装置，用于对采样气进行过滤；压力控制器1:安装于过滤器和增压泵之间，对增压泵前压力进行控制；增压泵:安装于压力控制器后，对采样气体进行增压；II级过滤器:位于增压泵后，对增压后的采样气进行二次过滤；氧气浓度测量模块:对采样气中的氧气浓度进行测量，具体包括:氧浓度测量仪、流量计。氧浓度测量仪:使用基于电化学原理的氧浓度传感器，对采样气中的氧气浓度进行测量。流量计:位于氧气浓度测量仪后，测量采样气流量；测量后气体处理模块:对完成测量的采样气体进行压力控制与排出，具体部件包括:压力控制器I1、阻火器I1、气体选择阀II。三个部件顺次相连，对采样气体的出口压力进行控制与管路阻火，其中气体选择阀具备两个出口。下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。实施例:测量气体按图2所示的顺序流经各个部件完成预处理、测量及测量后气体处理。以下对各部件给出了进一步的说明及使用时相关的设定。气体选择阀1:提供两个样气进口，可切换，其中一接口用于测量系统校准；阻火器1:因测量气体中可能含有油气，存在点燃风险，应在测量系统的初始端安装阻火器，用于阻止火情沿采样管由系统向油箱传播；I级过滤器:采样气中的油气、水蒸气和固体杂质会对测量结果产生影响甚至损坏氧浓度传感器，须设置过滤器对其进行过滤净化。I级过滤器位于阻火器后，作用为:净化采样气体的同时使采样气体满足增压泵入口条件(无油气、杂质等)；压力控制器1:燃油箱内气压随飞行高度不断变化(绝压130kPa?20kPa)，故通过采样管到达增压泵前的测量气体压力也是不断变化的，解决方法为:在增压泵前设计压力控制器对此点的压力进行控制。压力控制器的设定值确定方法为:飞行中油箱的最低气压为减去采样管的流阻(如压力控制器设定为绝压5kPa)，这样就能保证增压泵前压力稳定，采样气体经过增压泵增压后气体压力也就可控制为一定值，满足测量要求；增压泵:要求真空度高，应使5kPa(绝压)的泵前气体通过增压后能达到10kPa (绝压)，满足氧浓度传感器测量工作要求；II级过滤器:采样气体经过增压泵压缩后，气体中的水分和油液会进一步析出，此处设有过滤器对其过滤；氧浓度分析仪:要求氧浓度分析仪满足机载环境使用要求，工作可靠，基于电化学原理的氧浓度分析仪可满足此项要求，为保证可靠性，可选用Teledye公司生产的氧浓度分析仪。流量计:选用浮子流量计对采样气体流量进行调整测量，并借此对系统状态进行监控；压力控制器I1:飞机油箱或机外气体压力为一变化值，此处设计压力控制器并将其值设定为10kPa,可保证压力控制器前测量气体压力稳定在10kPa,满足氧气浓度传感器工作要求；阻火器I1:因测量气体中含有油气，存在意外点燃隐患，在测量系统末端设置阻火器，防止火情经气体管路由测量系统向油箱传播。气体选择阀I1:提供两个测量后气体出口，可根据需要选择测量后气体排回油箱或排出机体。【主权项】1.一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统，所述测量系统安装于飞机上，将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行阻火、过滤、调温调压后，使采样气体成为恒压、恒流量的满足氧浓度测量传感器工作要求的气体，然后利用氧浓度传感器进行测量，测量后的气体排回油箱或机外；其特征在于:测量系统由采样气体预调制模块、氧气浓度测量模块、测量后气体处理模块组成，三个模块顺次串连组成系统，其中: 采样气体预调制模块:将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行测量前的预处理；包括顺次串连的气体选择阀1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机燃油箱氧气浓度测量系统，所述测量系统安装于飞机上，将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行阻火、过滤、调温调压后，使采样气体成为恒压、恒流量的满足氧浓度测量传感器工作要求的气体，然后利用氧浓度传感器进行测量，测量后的气体排回油箱或机外；其特征在于：测量系统由采样气体预调制模块、氧气浓度测量模块、测量后气体处理模块组成，三个模块顺次串连组成系统，其中：采样气体预调制模块：将油箱上部空间的气体通过采样管引至位于客舱的氧浓度测量设备，进行测量前的预处理；包括顺次串连的气体选择阀Ⅰ、阻火器Ⅰ、过滤器Ⅰ、压力控制器Ⅰ、增压泵、过滤器Ⅱ；氧气浓度测量模块：对采样气中的氧气浓度进行测量，包括顺次串连的氧浓度测量仪和流量计；测量后气体处理模块：对完成测量的采样气体进行压力控制与排出，包括顺次串连的压力控制器Ⅱ、阻火器Ⅱ、气体选择阀Ⅱ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏锦洲，吕美茜，韩斌，陈战斌，
申请(专利权)人：中国飞行试验研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61