一种飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及气密性测试技术领域，公开了一种飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法，该测量系统包括压差装置、第一阀门、第二阀门、充气装置和三通连接器；三通连接器的第一端与压差装置连接，三通连接器的第二端通过第一阀门与充气装置连接，三通连接器的第三端通过第二阀门与飞艇的充气端连接。本发明专利技术提供的飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法，通过设置压差装置，并通过三通连接器连接压差装置、充气装置和飞艇，消除了飞艇在测试过程中不同压差下体积的变化影响，准确测量飞艇的实际泄漏量，可得到飞艇在不同压差条件下的泄漏量情况，对飞艇的加工制造质量评估具有指导意义，可以提高飞艇飞行时间的预测精度，降低飞艇飞行安全风险。

A measurement system and method of airship ground leakage

【技术实现步骤摘要】
一种飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法
本专利技术涉及气密性测试
，特别是涉及一种飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法。
技术介绍
平流层飞艇是一种依靠氦气或氢气等浮升气体提供浮力的飞行器。平流层大气密度低，因此平流层飞艇体积巨大，造价昂贵。飞艇囊体泄漏量是其一个重要指标，直接决定了飞艇的驻空时间。飞艇的泄漏来源有多方面，主要包括囊体材料本身(含材料本体气密性及其在加工、搬运、充气等过程揉搓导致的气密性变化带来的泄漏)，囊体材料相互连接部分和安装在囊体材料上的阀门、风机等设备。通过地面测试可以定量测量出飞艇囊体的泄漏情况，以此为依据判断飞艇制造是否合格并进一步评估飞艇的驻空时间。传统压力容器气密性测试工作压差大，通常是大气压的十几倍，大气压变化、温度变化对测试压力的影响不大，另外压力容器尺寸一般较小且规则，由压力引起的体积变化易测量。泄漏量实际上与容器的压差密切相关，压差小泄漏小，压差大泄漏大。平流层飞艇的工作压差相对大气压较小，为大气压百分之一量级，大气压变化对其影响很大，另外温度变化也会使测试过程中飞艇实际压差在很大范围内波动，造成测试结果不能真实反映飞艇的实际泄漏情况。
技术实现思路
鉴于上述技术缺陷和应用需求，本专利技术实施例提供一种飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法，以克服飞艇泄漏量测试过程压差变化影响，更准确的测试飞艇的实际泄漏量。为解决上述问题，本专利技术提供一种飞艇地面泄漏量的测量系统，包括：压差装置、第一阀门、第二阀门、充气装置和三通连接器；所述三通连接器的第一端与所述压差装置连接，所述三通连接器的第二端通过所述第一阀门与所述充气装置连接，所述三通连接器的第三端通过所述第二阀门与飞艇的充气端连接。进一步地，所述压差装置包括：罐体、活塞和配重；所述罐体为顶端设有敞口的中空结构，所述活塞沿竖直方向可活动地设置在所述敞口处；所述配重设置在所述活塞上；所述罐体设有充气口、出气口和泄压阀，所述罐体的出气口与所述三通连接器的第一端连接。进一步地，所述测量系统还包括：温度传感器；所述温度传感器设置在所述飞艇内。为解决上述问题，本专利技术提供一种飞艇地面泄漏量的测试方法，所述测试方法用于控制上述测量系统，包括如下步骤：步骤S1：打开第一阀门和第二阀门，打开充气装置，为飞艇和压差装置充气，直至压差装置充满，关闭第一阀门；步骤S2：等待飞艇内部温度场稳定后，打开第一阀门，缓慢放出部分气体，直至压差装置中气体达到预设量；步骤S3：开始测试并记录，当起始点到结束点的时间间隔大于规定试验时，根据起始点数据和结束点数据计算飞艇泄漏量。进一步地，所述步骤S3的具体步骤包括：根据起始点数据和结束点数据计算飞艇泄漏量的计算，公式如下：其中，l为飞艇每天单位面积泄漏量，ΔV为目标压差、温度T0条件下对应的泄漏的气体体积，T1为选取的起始点的飞艇平均温度，V1为起始点飞艇和压差装置内气体体积，T2为选择的结束点的飞艇平均温度，V2为结束点飞艇和压差装置内气体体积,Δt为起始点和结束点的时间间隔，Aa为飞艇表面积。进一步地，所述步骤S1之前还包括：步骤S11：关闭第一阀门和第二阀门，给压差装置和测试管路冲入测试氦气；步骤S12：通过氦气质谱仪对压差装置、测试管路、第一阀门和第二阀门进行检漏；步骤S13：若无泄漏或泄漏数量级在可接受范围内，则打开第一阀门和压差装置的充气口，将测试氦气放出。进一步地，所述步骤S1之前还包括：步骤S14：调整配重的质量，测试压力与配重的质量有以下关系；pt＝(m1+m2)g/A其中，pt为测试压力，m1为活塞质量，m2配重质量，A为压差装置的截面积。进一步地，所述步骤S11中测试氦气的压差比飞艇测试用的氦气压差大一个数量级。进一步地，所述步骤S3的具体步骤包括：选择起始点数据和结束点数据选择飞艇内部温度一致的时刻，若无法找到内部温度一致数据时，则延长测试时间，选择内部温度一致的起始点和结束点数据，泄漏量计算公式如下：其中，V1为起始点飞艇和压差装置内气体体积，V2为结束点飞艇和压差装置内气体体积，Δt为起始点和结束点的时间间隔，Aa为飞艇表面积。进一步地，所述步骤S3中开始测试的时刻为一天之中温度变化的中间时刻。本专利技术提供的飞艇地面泄漏量的测量系统及测试方法，通过设置压差装置，并通过三通连接器连接压差装置、充气装置和飞艇，消除了飞艇在测试过程中不同压差下体积的变化影响，准确测量飞艇的实际泄漏量，可得到飞艇在不同压差条件下的泄漏量情况，对飞艇的加工制造质量评估具有指导意义，可以提高飞艇飞行时间的预测精度，降低飞艇飞行安全风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的飞艇地面泄漏量的测量系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的飞艇地面泄漏量的测试方法的流程示意图；附图标记说明：1、飞艇；2、压差装置；3、三通连接器；4、充气装置；5、第一阀门；6、第二阀门；11、飞艇充气管；21、活塞；22、充气口；23、配重。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供一种飞艇地面泄漏量的测量系统，如图1所示，该测量系统主要用于测试平流层飞艇，包括：压差装置2、第一阀门5、第二阀门6、充气装置4和三通连接器3。三通连接器3的第一端与压差装置2连接，三通连接器3的第二端通过第一阀门5与充气装置4连接，三通连接器3的第三端通过第二阀门6与飞艇1的充气端连接。其中，飞艇1与第二阀门6之间设有飞艇充气管11。本实施例中，压差装置2为压差稳定罐，包括：罐体、活塞21和配重23。罐体为顶端设有敞口的中空结构，活塞21沿竖直方向可活动地设置在敞口处。配重23设置在活塞21上。罐体设有充气口22、出气口和泄压阀，罐体的出气口与三通连接器3的第一端连接。选择不同的配重23进行测试，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞艇地面泄漏量的测量系统，其特征在于，包括：/n压差装置、第一阀门、第二阀门、充气装置和三通连接器；/n所述三通连接器的第一端与所述压差装置连接，所述三通连接器的第二端通过所述第一阀门与所述充气装置连接，所述三通连接器的第三端通过所述第二阀门与飞艇的充气端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞艇地面泄漏量的测量系统，其特征在于，包括：
压差装置、第一阀门、第二阀门、充气装置和三通连接器；
所述三通连接器的第一端与所述压差装置连接，所述三通连接器的第二端通过所述第一阀门与所述充气装置连接，所述三通连接器的第三端通过所述第二阀门与飞艇的充气端连接。


2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述压差装置包括：罐体、活塞和配重；所述罐体为顶端设有敞口的中空结构，所述活塞沿竖直方向可活动地设置在所述敞口处；所述配重设置在所述活塞上；所述罐体设有充气口、出气口和泄压阀，所述罐体的出气口与所述三通连接器的第一端连接。


3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：温度传感器；所述温度传感器设置在所述飞艇内。


4.一种飞艇地面泄漏量的测试方法，其特征在于，所述测试方法用于控制如权利要求1-3中任一项所述的测量系统，包括如下步骤：
步骤S1：打开第一阀门和第二阀门，打开充气装置，为飞艇和压差装置充气，直至压差装置充满，关闭第一阀门；
步骤S2：等待飞艇内部温度场稳定后，打开第一阀门，缓慢放出部分气体，直至压差装置中气体达到预设量；
步骤S3：开始测试并记录，当起始点到结束点的时间间隔大于规定试验时，根据起始点数据和结束点数据计算飞艇泄漏量。


5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：
根据起始点数据和结束点数据计算飞艇泄漏量的计算，公式如下：






其中，l为飞艇每天单位面积泄漏量，ΔV为目标压差、温度T0条件下对应的泄漏的气体体积，T1为选取的起始点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬辉，张泰华，何泽青，陈臣，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11