一种浮空气囊的泄漏检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种浮空气囊的泄漏检测方法，其特征是控制气囊以不同的泄漏量进行定量泄漏，并根据理想气体状态方程建立方程式：ΔV=α0+α1(T/P)+α2(T/P)2+……+αn(T/P)n；在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度T，再根据方程式计算获得泄漏气体的体积ΔV。本发明能够以简单快捷的方式判断泄漏，并能具体检测出泄漏量。
【专利说明】一种浮空气囊的泄漏检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及泄漏检测方法，更具体地说是一种浮空气囊的泄漏检测方法。
【背景技术】
[0002]浮空器作为一种依靠浮力升空的飞行器，具有成本低、定点滞空时间长、载荷能力大、噪声低、能量消耗小、安全性好、效费比高等独特优势，在交通运输、环境监测、遥感通信、观光旅游、应急救援等诸多民用领域有着广泛的用途和良好的前景。浮空器的浮力来源于其囊体内装有氦气等轻质气体，气囊表面的漏洞将会造成囊体异常的应力集中和气体泄漏，并会极大地影响浮空器的使用寿命。
[0003]现有技术中对于浮空气囊的测试，主要有气泡检测法、直压式检测法和流量式检测法，这些已有的方法都是直接测试系统温度和压力，其测试结果受外界环境影响大，往往并不能依赖其测试结果判断系统是否泄漏，其方法本身成本高、周期长，不能实现对于泄漏量的准确检测。
【发明内容】
[0004]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种浮空气囊的泄漏检测方法，以期能够以简单快捷的方式判断泄漏，并能具体检测出泄漏量。
[0005]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0006]本发明浮空气囊的泄漏检测方法的特点是:控制气囊以不同的泄漏量进行定量泄漏，根据理想气体状态方程·建立方程式:Δν=α0+αι (Τ/Ρ) + α 2 (Τ/Ρ)2+……+ α η(Τ/Ρ)η ;在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度Τ，再根据所建立的方程式计算获得泄漏气体的体积Λ V。
[0007]本发明浮空气囊的泄漏检测方法按如下步骤进行:
[0008]步骤1，设置初始状态为:气囊温度为Tc、气囊压强为Pc、气囊体积为Vc，气囊中的气体为空气、氦气或氢气；
[0009]步骤2，通过控制流量计使气囊向外接气罐中进行定量泄漏，设定定量泄漏的气体体积为AVtl，检测获得气囊在泄漏气体体积为AVtl后，气囊压强为Ptl、气囊温度为Ttl;
[0010]步骤3，在与步骤一相同的初始状态下，改变定量泄漏的气体体积分别为Λ V1、…、AVn，并且辛…辛AVn，重复步骤2，检测获得气囊在分别泄漏气体体积为AV1,…、AVn后，气囊温度分别对应为1\、…、Tn、气囊压强分别对应为Pp…、Pn;
[0011]步骤4，根据理想气体状态方程获得如下式(I):
[0012]Δ V= α 0+ α ! (Τ/Ρ) + α 2 (Τ/Ρ)2+......+ αη(Τ/Ρ)η (I)
[0013]式⑴中，α0> a ^…、αη为多项式方程系数，
[0014]依据步骤2和步骤2中检测结果获得以下矩阵方程(2):
[0015]Δ V0= α 0+ a J (Τ0/Ρ0) + α 2 (Τ0/Ρ0)2+...+ α η (Τ0/Ρ0)η
[0016]Λ V1= Cida1(VP1) +Ci2(VP1)2+...+Cin(VP1)η ⑵[0017] …
_ 8] Λ Vn= α 0+ α I (Τη/Ρη) + α 2 (Τη/Ρη)2+...+ α η (Τη/Ρη)η
[0019]利用矩阵方程⑵求解出系数％、h、…、αη的值，得到确定的式⑴；
[0020]在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度Τ，再根据式(I)计算获得泄漏气体的体积Λ V。
[0021]本发明浮空气囊的泄漏检测方法的特点也在于:所述步骤I中的初始状态设置为:气囊温度Tc为20°C、气囊压强Pc为lOOkPa、气囊体积Vc为10m3，设置定量泄漏的气体体积为AV(!不大于于lm3，η不小于100。
[0022]本发明方法通过多次定量泄漏气囊内一小部分气体至外接气罐中，每次测量气囊内气体的压强和温度，根据大量的测量数据得出泄漏量与气囊内温度、压强的关系式，从而可以外推到任意气囊，检测温度和压强数据就可以得出气囊气体的泄漏量，尤其适于浮空气囊的泄漏检测，与现有技术相比，其有益效果表现在:
[0023]1、本发明方法不仅可以测量泄漏，而且可以定量测出泄漏量；
[0024]2、本发明方法的测量结果不受外界因素影响；
[0025]3、本发明方法测试原理新颖、测试装置简单、操作简便、成本较低、周期较短、且安全系数较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明方法测试装置示意图；
【具体实施方式】
[0027]本实施例中浮空气囊的泄漏检测方法是如下步骤进行:
[0028]步骤1，设置初始状态为:气囊温度Tc为20°C、气囊压强Pc为lOOkPa、气囊体积Vc为10m3，气囊中的气体为空气、氦气或氢气。
[0029]步骤2，通过控制流量计使气囊向外接气罐中进行定量泄漏，设定定量泄漏的气体体积为Λ Vtl，检测获得气囊在泄漏气体体积为Λ Vtl后，气囊压强为Ptl、气囊温度为Ttl;设置定量泄漏的气体体积为AVtl,且AVtl不大于lm3。
[0030]步骤3，在与步骤一相同的初始状态下，改变定量泄漏的气体体积分别为Λ V1、…、AVn，并且辛…辛AVn，重复步骤2，检测获得气囊在分别泄漏气体体积为AV1,…、AVn后，气囊温度分别对应为1\、…、Tn、气囊压强分别对应为Pp…、Pn，设定η不小于100。
[0031]步骤4，根据理想气体状态方程PV=mRT，其中:P为气体压强，单位Pa ；V为气体体积，单位m3 ；m为气体的物质的量，单位mol ；R是气体常量，约为8.314J/ (moI.Κ)；Τ为体系温度，单位K，在m —定的情况下，V -(Τ/P),则理想气体状态方程PV=mRT，可表达成关系式
(I):
[0032]Δ V= α 0+ α ! (Τ/Ρ) + α 2 (Τ/Ρ)2+......+ αη(Τ/Ρ)η (I)
[0033]式⑴中，α0> a ^…、αη为多项式方程系数，
[0034]依据步骤2和步骤2中检测结果获得以下矩阵方程(2):
[0035]Δ V0= α 0+ a j (Τ0/Ρ0) + α 2 (Τ0/Ρ0)2+...+ α η (Τ0/Ρ0)η[0036]Λ V1= Cida1(VP1) +Ci2(VP1)2+...+Cin(VP1)n ⑵
[0037]…
[0038]Δνη=α0+αι (Τη/Ρη) + α 2 (Τη/Ρη)2+...+ α η (Τη/Ρη)η
[0039]利用矩阵方程⑵求解出系数a r a 1、…、a n的值，即得确定的式⑴；
[0040]随后，在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度T，再根据式(I)计算获得泄漏气体的体积Λ V。
[0041]图1所示为测试装置，压缩机I的压缩气体输出口通过第一阀门2接稳压罐3，再经第二阀门4接入气囊7，气囊7设置在实验箱体8中，在气囊7上分别设置压力传感器5和温度传感器6，气囊7的输出通过控制阀9以及流量计10接气罐11。 [0042]压缩机I经由稳压罐3对置于实验箱体8中的气囊7进行充气，在完成充气之后关闭第一阀门2和第二阀门4。通过调节控制阀门9实现气囊的定量泄漏。
【权利要求】
1.一种浮空气囊的泄漏检测方法，其特征是控制气囊以不同的泄漏量进行定量泄漏，根据理想气体状态方程建立方程式:Λ V= a d a i (T/P) + α 2 (Τ/Ρ)2+……+ α η (Τ/Ρ)η ；在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度Τ，再根据所建立的方程式计算获得泄漏气体的体积M。
2.根据权利要求1所述的浮空气囊的泄漏检测方法，其特征是按如下步骤进行: 步骤1，设 置初始状态为:气囊温度为Tc、气囊压强为Pc、气囊体积为Vc，气囊中的气体为空气、氦气或氢气； 步骤2，通过控制流量计使气囊向外接气罐中进行定量泄漏，设定定量泄漏的气体体积为Λ Vtl，检测获得气囊在泄漏气体体积为Λ Vtl后，气囊压强为Ptl、气囊温度为Ttl; 步骤3，在与步骤一相同的初始状态下，改变定量泄漏的气体体积分别为△'、…、AVn，并且辛…辛AVn，重复步骤2，检测获得气囊在分别泄漏气体体积为AV1,…、AVn后，气囊温度分别对应为1\、…、Tn、气囊压强分别对应为Pp…、Pn; 步骤4，根据理想气体状态方程获得如下式(I):
Δν=α0+αι (Τ/Ρ) + α 2 (Τ/Ρ)2+……+ α η (Τ/Ρ)η ⑴ 式(I)中，ct。、Ctp…、α ^为多项式方程系数， 依据步骤2和步骤2中检测结果获得以下矩阵方程(2):
Λ V0= α 0+ α 1 (Τ0/Ρ0) + α 2 (Τ0/Ρ0) 2+- + αη (Τ0/Ρ0)η
AV1=Q^a1 (VP1) + a 2 (VP1)2+...+ a η (VP1)η ⑵
Λ Vn= a 0+ a 1 (Τη/Ρη) + α 2 (Τη/Ρη) 2+- + αη (Τη/Ρη)η 利用矩阵方程⑵求解出系数αι、…、α η的值，得到确定的式⑴； 在任意状态下，检测气囊压强P和气囊温度Τ，再根据式(I)计算获得泄漏气体的体积M。
3.根据权利要求2所述的浮空气囊的泄漏检测方法，其特征是:所述步骤I中的初始状态设置为：气囊温度Tc为20°C、气囊压强Pc为lOOkPa、气囊体积Vc为10m3，设置定量泄漏的气体体积为AVtl不大于于Im3, η不小于100。
【文档编号】G01M3/32GK103674452SQ201310739123
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】赵韩, 朱仁胜, 彭继友, 李军鹏, 钱立军, 黄康, 汪洪波, 赵红玲, 孙程, 张月, 沈健, 朱武 申请人:滁州汽车与家电技术及装备研究院