一种浮空器囊体气密性检测设备的制作方法

1.本技术涉及设备气密性检测技术领域，具体涉及一种浮空器囊体气密性检测设备。


背景技术：

2.浮空器是指向囊体内部充入氦气，利用自身浮力实现飞行的航空器。浮空器的蒙皮材料多采用有机材料制作，在加工、存放和转运等过程中，蒙皮材料会有不同程度的揉搓和老化，致使材料性能下降，气密性变差。浮空器蒙皮气密性变差，会导致内部氦气泄漏率过大，飞行过程中净浮力损失过多，从而影响浮空器飞行的安全，严重情况甚至直接导致飞行终止或失败。因此，在浮空器执行飞行任务前，对浮空器的囊体气密性进行检测是保证浮空器稳定飞行的前提条件。
3.目前，传统检测方法由测试人员采用手动方式对所需的参数进行测量，并记录结果，再做后期处理分析，该方法存在如下问题：囊体气密性检测周期一般较长，使用手动测试方式过于耗费人力资源，且试验人员长时间工作后出现疲劳，易造成测量错误，影响测量结果；使用手动测量方式，在流程上为串行模式，无法保证不同传感器测量数值均采样于同一时刻，对气密性检测结果的分析具有不利影响；使用手动测量方式决定了数据获取的频率很低，效率低下，对于某些试验无法获取足够的数据量，影响对气密性结果的分析和判断；使用手动测量方式，需要用到多类型传感器，涉及到不同供电需求及通信接口，试验准备过程很长，极大的拉长了飞行试验的前期准备时间。为了科学严谨地解决上述问题，如何设计一种浮空器囊体气密性自动检测设备成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为此，本技术提供一种浮空器囊体气密性检测设备，以解决现有浮空器气密性检测方法中检测人员易疲劳、效率低、数据不同步和准备周期长等，导致无法满足实际使用需求的问题。
5.本技术提供一种浮空器囊体气密性检测设备，包括：用于采集检测过程中传感器数据的传感器阵列单元，用于根据所述传感器阵列单元及电源管理单元中获取的目标数据进行检测来确定浮空器囊体的气密状态数据的数据管理单元，用于对检测过程中检测设备及所述传感器阵列单元输出的测试数据进行存储的数据存储单元以及用于通过图形化的方式显示所述测试数据并实现参数设置交互操作的人机交互单元；其中，所述数据管理单元与所述人机交互单元、所述数据存储单元以及所述传感器阵列单元相连接。
6.进一步的，所述电源管理单元分别与所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述人机交互单元以及所述数据存储单元相连接；所述电源管理单元用于向所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述人机交互单元和所述数据存储单元提供不同规格的供电。
7.进一步的，所述的浮空器囊体气密性检测设备，还包括：机箱；所述电源管理单元、所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述数据存储单元以及所述人机交互单元固定
安装于所述机箱内部。
8.进一步的，所述的浮空器囊体气密性检测设备，还包括：用于实现所述机箱内部器件的供电及信号传输的接口单元；所述接口单元固定设置于所述机箱内部。
9.进一步的，所述接口单元包含用于将所述机箱外侧的传感器信号接入到所述传感器阵列单元中的传感器接口以及用于将所述机箱外部220v交流电接入到所述电源管理单元的供电接口；其中，所述供电接口与所述电源管理单元连接；所述传感器接口与所述传感器阵列单元连接。
10.进一步的，所述传感器阵列单元，包括用于设备板级工作电压的检测并获取检测设备的工作状态的电压传感器，用于测量浮空器囊体内部气体相对于大气压差值的压差传感器，用于测量大气压数值的大气压传感器，用于测量大气温度、浮空器囊体内部气体温度和浮空器囊体表面温度的温度传感器、用于测量大气湿度的湿度传感器以及相应的驱动电路。
11.进一步的，所述人机交互单元包括触摸液晶显示屏以及相应的驱动电路。
12.进一步的，所述传感器阵列单元与所述数据管理单元连接，用于将采集到的传感器数据输出至所述数据管理单元中进行处理得到测试数据；
13.所述数据管理单元与所述人机交互单元连接，用于将所述测试数据传输至所述人机交互单元，基于所述人机交互单元中的触摸液晶显示屏将所述测试数据以图形化方式进行显示，并接收所述人机交互单元发送的控制指令；
14.所述数据管理单元与所述数据存储单元相连接，用于将所述传感器阵列单元采集的传感器数据、浮空器囊体的气密状态数据发送至所述数据存储单元进行存储。
15.进一步的，所述机箱为一体化机箱。
16.进一步的，所述的浮空器囊体气密性检测设备，还包括：与所述电压传感器、所述压差传感器、所述大气压传感器、所述温度传感器以及所述湿度传感器相连接的信号接口。
17.本技术提供一种浮空器囊体气密性检测设备，包括：传感器阵列单元、数据管理单元、数据存储单元以及人机交互单元；
18.所述传感器阵列单元，用于采集检测过程中的传感器数据；
19.所述数据管理单元，用于获取所述传感器阵列单元和电源管理单元中的目标数据，对所述目标数据进行校验和滤波后，得出测试结果并确定浮空器囊体的气密状态；所述目标数据包含所述传感器数据；
20.所述数据存储单元，用于存储检测过程中检测设备及所述传感器阵列单元输出的测试数据，并通过预设接口与外部计算机设备相连接，实现所述测试数据的导出操作；
21.所述人机交互单元，用于基于图形化的方式显示所述测试数据，并实现参数设置的交互操作。
22.进一步的，所述电源管理单元分别与所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述人机交互单元以及所述数据存储单元相连接，并用于向所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述人机交互单元和所述数据存储单元提供不同规格的供电。
23.进一步的，所述的浮空器囊体气密性检测设备，还包括：机箱；所述机箱，用于固定并安装所述电源管理单元、所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述数据存储单元以及所述人机交互单元。
24.进一步的，所述的浮空器囊体气密性检测设备，还包括：接口单元；所述接口单元用于实现所述机箱内外部器件的供电和信号传输。
25.进一步的，所述接口单元包含传感器接口和供电接口；
26.所述供电接口与所述电源管理单元连接；其中，所述供电接口用于将所述机箱外部220v交流电接入到所述电源管理单元；
27.所述传感器接口与所述传感器阵列单元连接；其中，所述传感器接口用于将所述机箱外侧的传感器信号接入到所述传感器阵列单元。
28.进一步的，所述传感器阵列单元，包括电压传感器、压差传感器、大气压传感器、温度传感器、湿度传感器以及驱动电路；
29.其中，所述电压传感器用于设备板级工作电压的检测，获取检测设备的工作状态；所述压差传感器用于测量浮空器囊体内部气体相对于大气压的差值；所述大气压传感器用于测量大气压数值；所述温度传感器用于测量大气温度、浮空器囊体内部气体温度以及浮空器囊体表面温度；所述湿度传感器用于测量大气湿度。
30.进一步的，所述传感器阵列单元与所述数据管理单元连接，用于将采集到的传感器数据输出至所述数据管理单元中进行处理，得到测试数据；
31.所述数据管理单元与所述人机交互单元连接，用于将所述测试数据传输至所述人机交互单元，基于图形化的方式进行显示，并接收所述人机交互单元发送的控制指令；其中，所述人机交互单元包括触摸液晶显示屏和驱动电路；
32.所述数据管理单元与所述数据存储单元相连接，用于将所述传感器阵列单元采集的传感器数据，浮空器囊体的气密状态数据发送至所述数据存储单元进行存储。
33.进一步的，所述电源管理单元，用于将外部输入的220v交流电转换成24v、12v、5v以及3.3v直流电，分别向所述传感器阵列单元、所述数据管理单元、所述人机交互单元和所述数据存储单元提供电能。
34.采用本技术所述的浮空器囊体气密性检测设备，能够实现自动化数据采集及存储，检测过程中无需过多的人工参与，操作便捷，检测的结果以图形化方式实时显示，提高了数据的可读性，能够快速准确检测浮空器囊体的气密性，极大地提升了囊体气密性检测的效率及数据的有效率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本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取其他的附图。
36.图1为本技术实施例提供的一种浮空器囊体气密性检测设备的组成结构示意图；
37.图2为本技术实施例提供的传感器阵列单元结构示意图；
38.图3为本技术实施例提供的数据管理单元结构示意图；
39.图4为本技术实施例提供的数据存储单元结构示意图；
40.图5为本技术实施例提供的接口单元组成结构示意图；
41.图6为本技术实施例提供的电源管理单元组成结构示意图；
42.图7为本技术实施例提供的设备测试现场的完整示意图。
具体实施方式
43.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.下面基于本技术所述的浮空器囊体气密性检测设备，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本技术实施例提供的浮空器囊体气密性检测设备的组成结构示意图，具体实现过程至少包括以下部分：机箱107、电源管理单元106、接口单元105、传感器阵列单元101、数据管理单元102、数据存储单元104以及人机交互单元103。
45.其中，所述传感器阵列单元101，用于采集检测过程中的传感器数据；所述数据管理单元102，用于获取所述传感器阵列单元101和电源管理单元106中的目标数据，对所述目标数据进行校验和滤波后，得出测试结果并确定浮空器囊体气密状态；所述目标数据包含所述传感器数据和电源数据；所述数据存储单元104，用于存储检测过程中检测设备及所述传感器阵列单元101输出的测试数据，并通过预设接口与外部计算机设备相连接，实现所述测试数据的导出操作；所述人机交互单元103，用于基于图形化的方式显示所述测试数据，并实现参数设置的交互操作。
46.具体的，如图2所示，所述传感器阵列单元101包括电压传感器1011、压差传感器1012、大气压传感器1013、温度传感器1014(包含第一温度传感器和第二温度传感器)、湿度传感器1015以及相应的驱动电路。其中，所述电压传感器1011用于设备板级工作电压的检测，获取检测设备的工作状态；所述压差传感器1012用于测量浮空器囊体内部气体相对于大气压的差值；所述大气压传感器1013用于测量大气压数值；所述温度传感器1014用于测量大气温度、浮空器囊体内部气体温度以及浮空器囊体表面温度；所述湿度传感器1014用于测量大气湿度。
47.如图3所示，所述传感器阵列单元101与所述数据管理单元102连接，用于将采集到的传感器数据输出至所述数据管理单元102中进行处理，得到测试数据。所述数据管理单元102与所述人机交互单元103连接，用于将所述测试数据传输至所述人机交互单元103，基于图形化的方式进行显示，并接收所述人机交互单元103发送的控制指令，实现人机交互控制。具体的，所述人机交互单元103包括触摸液晶显示屏和驱动电路。所述数据管理单元102包括采样电路模块1021、主控电路模块1022、通信电路模块1024以及人机交互控制电路模块1023。其中，所述采样电路模块1021用于获取传感器阵列单元的数据，并将数据发送至主控电路模块1022，主控电路模块1022按照既定算法对数据进行校验和滤波处理，并计算得出动态测试结果；主控电路模块1022通过通信电路模块1024与人机交互控制电路模块1023相连接，用于实现对人机交互单元103的控制，实现测试数据的显示及参数设置的交互操作。
48.另外，所述数据管理单元102还与所述数据存储单元104相连接，用于将所述传感器阵列单元101采集的传感器数据，浮空器囊体的气密状态数据发送至所述数据存储单元104进行存储。其中，如图4所示，所述数据存储单元104包括存储控制器模块105及相应的sd
卡存储器模块106、usb控制器模块107及相应的usb接口模块108。其中，所述sd卡存储器模块106用于存储测试过程中设备状态及传感器阵列数据，usb接口模块108用于与外部pc机相连接，实现数据的导出操作。
49.如图5所示，所述接口单元105包括电连接器1051和信号调理电路模块1054，功能上分为传感器接口(即信号接口1053)和供电接口(即电源接口1052)两类，用于为系统各个单元的供电和信号传输，信号调理电路模块1054对采集到的传感器信号进行调理。在具体实施过程中，可将所述供电接口与所述电源管理单元106连接，所述供电接口用于将所述机箱外部220v交流电接入到所述电源管理单元106；将所述传感器接口与所述传感器阵列单元101连接，所述传感器接口用于将所述机箱外侧的传感器信号接入到所述传感器阵列单元101。
50.所述电源管理单元106分别与所述传感器阵列单元101、所述数据管理单元102、所述人机交互单元103以及所述数据存储单元104相连接，能够向所述传感器阵列单元101、所述数据管理单元102、所述人机交互单元103和所述数据存储单元104提供不同规格的供电。比如，如图6所示，在具体实施过程中，所述电源管理单元106包含不同规格的ac/dc转换器模块，可通过所述不同规格的ac/dc转换器模块将外部输入的220v交流电转换成24v、12v、5v以及3.3v直流电，分别向所述传感器阵列单元101、所述数据管理单元102、所述人机交互单元103和所述数据存储单元104提供电能。
51.在本技术所述的浮空器囊体气密性检测设备中所述机箱可以是一体化机箱107，可用于固定并安装所述电源管理单元102、所述接口单元105、所述传感器阵列单元101、所述数据管理单元102、所述数据存储单元104以及所述人机交互单元103。
52.如图7所示，在具体实施过程中，可将第一温度传感器1016固定于待检测浮空器囊体内部，第一温度传感器1016不与浮空器囊体的材料直接接触，第一温度传感器1016通过信号线连接至检测设备；将第二温度传感器1017固定于待检测浮空器囊体表面，第二温度传感器1017通过导热硅胶与浮空器囊体材料紧密接触，第二温度传感器1017通过信号线连接至检测设备；将压差传感器1012固定于待检测浮空器囊体表面，压差传感器1012正压端通过引压软管接入至浮空器囊体内部，压差传感器1012负压端暴露与浮空器囊体外部大气环境中，压差传感器1012通过信号线连接至检测设备；将湿度传感器1015固定于待检测浮空器囊体附近的大气环境中，尽可能贴近浮空器囊体，但不与浮空器囊体接触，湿度传感器1015通过信号线连接至检测设备；将大气压传感器1013固定于待检测浮空器囊体附近的大气环境中，尽可能贴近浮空器囊体，大气压传感器1013通过信号线连接至检测设备。检测设备通过交流市电供电，检测系统上电后，通过触发人机交互屏幕上的开始图标，检测系统将自动采集各类型的传感器数据，并通过数据和曲线两种方式显示。通过触发人机交互屏幕上的时间设置图标，设置该次测试的时间长度。检测系统在测试时间段内，将动态计算囊体的气密性参数，并通过百分比的形式显示在人机交互屏幕上；测试结束后，可通过usb接口连接计算机设备，并将该次试验的数据导出至计算机设备中。
53.采用本技术实施例所述的浮空器囊体气密性检测设备，实现自动化数据同步采集及存储，检测过程中无需过多的人工参与，操作便捷，检测的结果以图形化方式实时显示，提高了数据的可读性，能够快速准确检测浮空器囊体的气密性，极大地提升了囊体气密性检测的效率及数据的有效率，对浮空器飞行任务的规划具有指导性意义。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。