专利名称：可控式吸枪及利用其的检漏系统和检漏方法
技术领域：
本发明涉及一种具有自动识别与引导功能的检漏部件及检漏系统，也涉及一种利用该检漏系统进行航天器检漏的检漏方法。
背景技术：
泄漏严重威胁航天器的安全发射和稳定地在轨运行，各种航天器在单机生产及总装阶段都要进行严格的检漏试验。航天器在总装阶段，要对所有的焊缝进行逐个检漏，确保每个焊缝的漏率都在允许的范围内。航天器检漏通常采用氦质谱检漏方法，检漏时先向被检系统充入规定压力的氦气，然后用吸枪在焊缝外部进行嗅探，吸枪将焊缝外部的气体吸入氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪根据吸入的氦气量来测量焊缝的实际漏率。 通常一个卫星有数百个焊缝需要进行检漏，因此航天器总装阶段的检漏工作不仅劳动强度大，而且需要特别细致，不能漏掉任何一个待检焊缝。传统的检漏系统的吸枪只包含一个取样管，在进行检漏时需要三个操作人员进行协同工作。第一个操作人员手持吸枪在卫星上对焊缝进行嗅探，第二个操作人员负责观察检漏仪上的显示数据，第三个操作人员对照图纸上焊缝的位置与第一个操作人员进行语言沟通，引导操作人员找到正确的焊缝，并记录相应焊缝的漏率数据。这样的操作方法，十分费时费力，劳动成本很高，基本上属于手工作业的阶段，为此，提供一种具有较高自动化程度的检漏工具非常必要且非常迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有自动识别与引导功能的检漏部件，特别是可控式吸枪，主要用于航天器总装阶段的检漏测试。本发明的另一目的是提供一种自动识别与引导功能的检漏系统，该系统能够代替手工检漏实现航天器总装阶段的自动检漏。本发明的再一目的是提供一种利用该自动识别与引导功能的检漏系统进行检漏的方法。为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案一种可控式吸枪，包括枪管、枪体和枪柄部分，枪管即取样管，取样管下方的枪体前侧设置有条形码扫描器、枪体内部设置有单片机控制模块、显示模块、流量控制阀和通讯模块，枪体后侧设置有液晶显示屏和控制按钮，枪柄下方设置有气路接口和通信接口，其中，取样管的气路管道通过流量控制阀与最终连接到检漏仪上的气路接口连通且由控制按钮控制检漏仪的启动、停止和清零；单片机控制模块分别与条形码扫描器、显示模块、流量控制阀和通讯模块进行电通讯并对其进行控制，获得焊缝包覆层上的条形码信息的条形码扫描器将该信息传送给单片机控制模块，再由该模块将焊缝编号传送给显示模块并显示在吸枪液晶屏上，同时通过通讯模块经由与外部设备进行双向通信的通信接口将焊缝编号上传给外部设备。
其中，上述外部设备为计算机，且通信接口为RS485双工通信接口。一种自动识别与引导功能的检漏系统，包括上述可控式吸枪、检漏仪和计算机，上述可控式吸枪的通信接口以及检漏仪的通信接口分别通过数据线缆与计算机进行双向通信以传递信息，可控式吸枪的气路接口通过气路通道与检漏仪的气体入口相连通。其中，可控式吸枪和检漏仪分别通过RS485串行接口与计算机通信，可控吸枪和检漏仪之间没有直连的数据线缆。其中，所述信息有包括检漏仪的测量数据、吸枪产生的控制信号以及吸枪条码扫描器获得焊缝编号。其中，检漏仪的测量数据由检漏仪产生，通过数据线缆传递给计算机，并由计算机再次传递给吸枪，并显示在吸枪液晶屏上。
其中，吸枪产生的控制信号由数据线传递给计算机，并由计算机再次传递给检漏仪，检漏仪根据控制信号执行相关的动作。其中，吸枪条码扫描器获得的焊缝编号由数据线传递给计算机，计算机内的预先设置的卫星三维模型数据根据吸枪上传的焊缝编号对相应的焊缝信息进行更新。一种利用上述系统进行检漏的方法，包括以下步骤I)在用于包覆焊缝的柔性包覆层上印制条形码，进行检漏时将每个焊缝所对应的包覆层包覆在焊缝外，以便实现焊缝的自动识别；2)利用可控式吸枪上对焊缝进行检漏时，条形码扫描器获得焊缝包覆层上的条形码信息，并将焊缝标识号通过数据线缆上传给计算机；3)通过可控式吸枪上的控制按钮控制检漏仪的启动、停止和清零操作，通过数据线缆传送给检漏仪，检漏仪执行相关命令；4)检漏仪的测试数据通过数据线缆传送给可控式吸枪，并显示在可控吸枪的液晶屏上，随时监控检漏仪的输出值；5)计算机内预先设置的卫星三维模型中，每个焊缝都增加了漏率的属性，计算机接收可控吸枪上传的焊缝标识号和检漏仪上传的漏率数据，并将这些数据信息更新存储在相应焊缝的卫星三维模型中并最终显示焊缝的检漏结果。与现有检漏系统相比，本发明的自动识别与引导功能的检漏系统可以自动识别被检焊缝，并能够根据预先设定的检漏顺序引导操作人员逐个完成所有焊缝的检漏，实现检漏过程的可视化和检漏数据记录的无纸化，降低了操作人员的劳动强度。传统的吸枪不能控制检漏仪操作，也无法显示检漏数据，必须有三名操作人员协同工作才能完成航天器检漏，利用本发明所述的可控式吸枪，一个操作人员即可完成检漏工作，节约了人力资源。
图I是本发明的可控式吸枪的结构示意图。其中，I、取样管；2、条形码扫描器；3、液晶显示屏；4、控制按钮；5、气路接口 ；6、通信接口 ；图2为本发明的具有自动识别与引导功能的检漏系统的结构示意图。图3是焊缝包覆层及条形码的设置图示。
具体实施例方式以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式
，下面通过具体实施方式
对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式
只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。图I为本发明的可控式吸枪的结构示意图。本发明的可控式吸枪，包括，包括枪管、枪体和枪柄部分，枪管即取样管I，取样管I下方的枪体前侧设置有条形码扫描器2、枪体内部设置有单片机控制模块、显示模块、流量控制阀和通讯模块，枪体后侧设置有液晶显示屏3和控制按钮4，枪柄下方设置有气路接口 5和通信接口 6，其中，取样管I的气路管道通过流量控制阀与最终连接到检漏仪上的气路接口5连通且由控制按钮4控制检漏仪的启动、停止和清零；单片机控制模块分别与条形码扫描器2、显示模块、流量控制阀和通讯模块进行电通讯并对其进行控制，获得焊缝包覆层上的条形码信息的条形码扫描器2将该信息传送给单片机控制模块，再由该模块将焊缝编号传送给显示模块并显示在吸枪液晶屏3上，同时通过通讯模块经由与外部设备进行双向通信的通信接口 6将焊缝编号上传给外部设备，例如计算机。数据接口为RS485双工通信接口，与计算机实现双向通信。 图2为本发明的具有自动识别与引导功能的检漏系统的结构示意图。该检漏系统包括图I所示的上述可控式吸枪、检漏仪和计算机，上述可控式吸枪的通信接口以及检漏仪的通信接口分别通过数据线缆与计算机进行双向通信以传递信息，可控式吸枪的气路接口通过气路通道与检漏仪的气体入口相连通。为了实现对焊缝的自动识别，预先在焊缝包覆层上印制了代表每个焊缝编号的条形码。检漏前，将所有焊缝用带有各自编号信息的包覆层包覆。进行检漏时，可控吸枪上的条形码扫描器根据包覆层上的条形码来识别具体的焊缝。识别到具体的焊缝后，通过可控吸枪内部的单片机控制模块以及各模块进行相应的显示和数据传送，同时将焊缝编号上传给计算机。可控吸枪内的流量控制阀与传统吸枪相同，主要作用是控制进入检漏仪的气体量，保证检漏仪在正常的真空度下工作。在上述检漏系统中，计算机是整个系统信息处理的中心，可控式吸枪和检漏仪分别通过RS485串行接口与计算机通信，可控吸枪和检漏仪之间没有直连的数据线缆。在系统中传递的信息有三种，分别为检漏仪的测量数据、吸枪产生的控制信号以及吸枪条码扫描器获得焊缝编号。检漏的测量数据由检漏仪产生，通过数据线缆传递给计算机，并由计算机再次传递给吸枪，并显示在吸枪液晶屏上。吸枪产生的控制信号由数据线传递给计算机，并由计算机再次传递给检漏仪，检漏仪根据控制信号执行相关的动作。吸枪条码扫描器获得的焊缝编号由数据线传递给计算机，计算机内的三维模型根据吸枪上传的焊缝编号对相应的焊缝信息进行更新。计算机内存储的三维模型，直观的显示了焊缝在卫星上的具体位置，使操作人员能够迅速在卫星上找到焊缝的正确位置。利用该系统进行检漏的方法主要包括以下步骤I)在用于包覆焊缝的柔性包覆层上印制条形码，进行检漏时将每个焊缝所对应的包覆层包覆在焊缝外，以便实现焊缝的自动识别。包覆层的一面为不干胶，另外一面印制有条形码，进行包覆时将包覆层有不干胶的一面与包覆层支撑粘贴紧密，以便在包覆层内部形成密闭空间，焊缝包覆层及条形码的设置状态具体可参见图3。2)利用可控式吸枪对焊缝进行检漏时，首先用可控吸枪上的条码扫描器对准待检漏点包覆层上的条形码，并按下吸枪上的“扫描”控制按钮，此时漏点的编号通过吸枪传送给计算机。然后将可控式吸枪的取样管插入漏点包覆层所包覆的密闭空间，待检漏输出漏率稳定后，按下吸枪上的“上传”按钮，将漏率值上传给计算机。3)计算机中存储了卫星的三维模型，并预先为每个焊缝都增加了漏率的属性，已检漏点在三维模型中用绿色显示，未检漏点在三维模型中用红色表示。当计算机接收到可控式吸枪上传的漏点编号和检漏仪上传的漏率数据后，会对相应漏点的漏率数据进行更新，并改变相应漏点的显示颜色。4)在检漏过程中，当如需要对检漏仪进行操作时，操作人员按下可控式吸枪上的“启动” “、” “停止”或“清零”按钮，可控式吸枪将相应的命令代码通过数据线发送给计算机，计算机内的软件对可控式吸枪上传的命令代码进行分析，并将相应的指令通过数据线发送给检漏仪，检漏仪根据计算机发送的指令执行相应的操作。5)检漏过程中，检漏仪的测试数据实时通过数据线缆发送给计算机，并由计算机 通过数据线缆转发给可控吸枪，并显示在可控吸枪的液晶屏上，以便操作人员随时监控检漏仪的输出值。采用本系统进行检漏时，还可以采用两种不同的工作模式，分别为自动识别模式和自动引导模式。在自动识别模式下，检漏操作人员在卫星上找到需要进行检漏的焊缝，通过吸枪上的条码扫描器获得焊缝编号并上传给计算机，计算机根据吸枪上传的焊缝编号更新相应焊缝的漏率信息。在自动引导模式下，检漏前在计算机上预先设置好所有焊缝的检漏顺序，进行检漏时，三维模型根据预先设定的顺序，通过闪烁的方式提示操作人员下一个需要检漏的焊缝。操作人员根据三维模型的提示，在卫星上找到焊缝位置进行检漏，并将条码扫描器获得的焊缝编号上传给计算机。计算机内的三维模型将吸枪上传的焊缝编号与设定的编号进行比较，确认操作人员所选的焊缝正确无误。尽管上文对本发明的具体实施方式
进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。
权利要求
1.一种可控式吸枪，包括枪管、枪体和枪柄部分，枪管即取样管，取样管下方的枪体前侧设置有条形码扫描器、枪体内部设置有单片机控制模块、显示模块、流量控制阀和通讯模块，枪体后侧设置有液晶显示屏和控制按钮，枪柄下方设置有气路接口和通信接口，其中，取样管的气路管道通过流量控制阀与最终连接到检漏仪上的气路接口连通且由控制按钮控制检漏仪的启动、停止和清零；单片机控制模块分别与条形码扫描器、显示模块、流量控制阀和通讯模块进行电通讯并对其进行控制，获得焊缝包覆层上的条形码信息的条形码扫描器将该信息传送给单片机控制模块，再由该模块将焊缝编号传送给显示模块并显示在吸枪液晶屏上，同时通过通讯模块经由与外部设备进行双向通信的通信接口将焊缝编号上传给外部设备。
2.如权利要求I所述的可控式吸枪，其中，所述外部设备为计算机，且通信接口为RS485双工通信接口。
3.一种自动识别与引导功能的检漏系统，包括权利要求I或2所述的可控式吸枪、检漏仪和计算机，所述可控式吸枪的通信接口以及检漏仪的通信接口分别通过数据线缆与计算机进行双向通信以传递信息，可控式吸枪的气路接口通过气路通道与检漏仪的气体入口相连通。
4.如权利要求3所述的检漏系统，其中，所述可控式吸枪和检漏仪分别通过RS485串行接口与计算机通信，可控吸枪和检漏仪之间没有直连的数据线缆。
5.如权利要求3所述的检漏系统，其中，所述信息有包括检漏仪的测量数据、吸枪产生的控制信号以及吸枪条码扫描器获得的焊缝编号。
6.如权利要求5所述的检漏系统，其中，检漏仪的测量数据由检漏仪产生，通过数据线缆传递给计算机，并由计算机再次传递给吸枪，并显示在吸枪液晶屏上。
7.如权利要求5所述的检漏系统，其中，吸枪产生的控制信号由数据线传递给计算机，并由计算机再次传递给检漏仪，检漏仪根据控制信号执行相关的动作。
8.如权利要求5所述的检漏系统，其中，吸枪条码扫描器获得的焊缝编号由数据线传递给计算机，计算机内的预先设置的卫星三维模型数据根据吸枪上传的焊缝编号对相应的焊缝信息进行更新。
9.一种利用权利要求3-8任一项所述的系统进行检漏的方法，包括以下步骤 1)在用于包覆焊缝的柔性包覆层上印制条形码，进行检漏时将每个焊缝所对应的包覆层包覆在焊缝外，以便实现焊缝的自动识别； 2)利用可控式吸枪上对焊缝进行检漏时，条形码扫描器获得焊缝包覆层上的条形码信息，并将焊缝标识号通过数据线缆上传给计算机； 3)通过可控式吸枪上的控制按钮控制检漏仪的启动、停止和清零操作，通过数据线缆传送给检漏仪，检漏仪执行相关命令； 4)检漏仪的测试数据通过数据线缆传送给可控式吸枪，并显示在可控吸枪的液晶屏上，随时监控检漏仪的输出值； 5)计算机内预先设置的卫星三维模型中，每个焊缝都增加了漏率的属性，计算机接收可控吸枪上传的焊缝标识号和检漏仪上传的漏率数据，并将这些数据信息更新存储在相应焊缝的卫星三维模型中并最终显示焊缝的检漏结果。
全文摘要
本发明公开了一种用于航天器的具有自动识别与引导功能的可控式吸枪，也公开了利用该吸枪进行检漏的检漏系统和检漏方法，该系统通过覆盖于被检焊缝的包覆层上的条形码来识别焊缝并经由可控吸枪、氦质谱检漏仪、计算机及存储在计算机内的卫星三维模型构成的检漏系统对焊缝进行检漏，最终实现具有自动识别与引导功能的检漏。与现有检漏系统相比，本发明的自动识别与引导功能的检漏系统可以自动识别被检焊缝，并能够根据预先设定的检漏顺序引导操作人员逐个完成所有焊缝的检漏。
文档编号G01M3/20GK102759433SQ201210254598
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者孙立臣, 孟冬辉, 李征, 洪晓鹏, 窦威, 郭欣, 钟亮, 闫荣鑫 申请人:北京卫星环境工程研究所