民用飞机液压系统的蓄压器以及蓄压器气体泄漏判定方法与流程

本发明涉及一种能够自动检测蓄压器内的工作气体的泄漏状态的民用飞机液压系统的蓄压器以及蓄压器气体泄漏判定方法。

背景技术：

众所周知，在民用飞机的液压系统中，蓄压器的能够主要是储存液压油(工作液体)的压力能力。具体而言，民用飞机的液压系统中的蓄压器常用于：在短时间内供应大量压力油液；作为应急能源维持液压系统的工作压力；减小液压冲击或压力脉动。

通常而言，上述蓄压器具有中空的外壳，该外壳的内部通过活塞、隔板等分隔件划分成气体腔室和液体腔室。在液体腔室一侧设置有与压力液源连接的充液端，在气体腔室一侧设置有供充气装置连接的充气端。

在蓄压器工作时，预先通过充气端向气体腔室充入一定压力的工作气体，并且通过充液端向液体腔室充入工作液体，此时，气体腔室内的工作气体会被压缩直到与液体腔室内的工作液体的压力达到平衡。当充液端的压力发生波动时，气体腔室内的工作气体会再次被压缩或膨胀以用于释放或填补由于充液端的压力波动而引起的液体腔室的体积变化。

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

目前，民用飞机液压系统的蓄压器的充气端通常仅安装机械压力表，通过该机械压力表检测气体腔室内的工作气体压力，但无法对该蓄压器的气体腔室内的工作气体是否发生泄漏这一情况进行自动检测。

为此，在实际航线运营过程中，所有蓄压器的工作气体压力都需要地面维护人员进行定期目视漏气检查，并且无法自动记录蓄压器的漏气故障状态。此外，为了进行目视漏气检查，在维护检查时要求排空蓄压器内的工作液体，这一检查过程程序复杂且耗时长，增加地面维护人员的工作负担，从而降低航线运行效益。与此同时，由于现有的蓄压器无法实时地检测蓄压器的气体腔室内的工作气体的泄漏状态，因此，在将蓄压器作为应急能源使用时，长期未知蓄压器的气体腔室是否存在工作气体泄漏可能存在安全隐患。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明是鉴于上述情况而形成的，目的是提供一种民用飞机液压系统的蓄压器以及蓄压器气体泄漏判定方法，能够对蓄压器的气体腔室内的工作气体是否发生泄漏这一情况进行实时且自动检测，从而避免在维护检查时进行排空蓄压器内的工作液体这一动作，简化维护检查的过程，节省时间，降低地面维护人员的工作负担，从而提高航线运行效益。

在本发明第一技术方案的民用飞机液压系统的蓄压器中，所述蓄压器的内部通过可移动的分隔件被划分为气体腔室和液体腔室，其特征在于，所述蓄压器包括：

气体状态检测单元，所述气体状态检测单元设置于所述气体腔室一侧，并且对所述气体腔室内的工作气体的体积、温度以及压力进行检测；以及

泄漏判定单元，所述泄漏判定单元具有接收运算部、判定部以及信号发送部，所述接收运算部接收由所述气体状态检测单元检测出的所述工作气体的体积参数、温度参数以及压力参数，并且根据所述体积参数v、所述温度参数t以及压力参数p计算出工作气体物质的量n，所述判定部存储有用于判定所述工作气体是否发生泄漏的泄漏判定门限值n0，当所述工作气体物质的量n小于所述泄漏判定门限值n0，所述判定部判定所述气体腔室内的所述工作气体发生泄漏，所述信号发送部发送泄漏信号。

根据上述结构，本发明第一技术方案的蓄压器包括气体状态检测单元和泄漏判定单元，气体状态检测单元对气体腔室内的工作气体的体积、温度以及压力进行检测，泄漏判定单元根据检测到的工作气体的体积参数、温度参数以及压力参数计算出工作气体物质的量，并且根据该工作气体物质的量来判定是否发生了工作气体的泄漏，并且在发生了泄漏的情况下发送泄漏信号。由此，能够对蓄压器的工作气体腔室内的工作气体的泄漏情况进行自动检测，并且将检测结果自动反馈给地面维护人员，因此，不需要像以往那样进行目视检查，并且也不需要为了进行维护检查而排空液体腔室内的工作液体，能够简化维护检查的过程，节省时间，从而降低维护人员的工作负担，提高了航线运行效益。

在第一技术方案所述的蓄压器的基础上，作为第二技术方案的蓄压器，优选，

所述体积参数v、所述温度参数t、所述压力参数p以及所述工作气体物质的量n满足下述关系：

pv＝nrt，

其中，r是气体常数。

在第一技术方案所述的蓄压器的基础上，作为第三技术方案的蓄压器，优选，

所述判定部储存有首次充压至所述气体腔室5内的所述工作气体物质的量n的初始值n1，所述初始值n1大于所述泄漏判定门限值n0。

在判定为蓄压器的气体腔室内的工作气体发生了泄漏的情况下，所述泄漏判定单元向飞机机载维护系统oms发送泄漏信号，在收到该泄漏信号后，维护人员在不排空液体腔室内的工作液体的情况下向蓄压器的气体腔室再次进行充气。并且，在再次充气的过程中，所述泄漏判定单元计算出此时的工作气体物质的量并且将其与存储于该泄漏判定单元的判定部的初始值进行比较，当该值与初始值相等时，提示维护人员停止充气。由此，能够在不排空液体腔室内的工作液体的情况下向气体腔室内补充与泄漏量相应的工作气体量，并且能够避免由于过度充气而引起的工作液体的逆流。

在第一技术方案所述的蓄压器的基础上，作为第四技术方案的蓄压器，优选，

所述气体状态检测单元包括压力传感器、体积传感器以及温度传感器。

在第四技术方案所述的蓄压器的基础上，作为第五技术方案的蓄压器，优选，

所述分隔件是隔板，

所述体积传感器是对该体积传感器到所述隔板的距离进行测量的测距仪。

通常情况下，当蓄压器的外形尺寸确定后，其底面积通常为恒定值，因此，其气体腔室的体积与所述体积传感器到所述分隔件(例如隔板)的距离成正比。由此，仅通过测量所述体积传感器到所述分隔件之间的距离，就能够容易地获得工作气体的体积参数。

在第五技术方案的蓄压器的基础上，作为第六技术方案的蓄压器，优选，

所述测距仪是激光测距仪。

此外，本发明还提供一种蓄压器气体泄漏判定方法，所述蓄压器气体泄漏判定方法使用技术方案一至技术方案六中任一技术方案的蓄压器，并且包括下述步骤：

将预先设定的泄漏判定门限值n0存储至所述泄漏判定单元的判定部；

在所述蓄压器的使用过程中，所述气体状态检测单元检测所述工作气体的第一实时体积参数v2、第一实时温度参数t2以及第一实时压力参数p2，并且将所述第一实时体积参数v2、所述第一实时温度参数t2以及所述第一实时压力参数p2发送至所述泄漏判定单元的接收运算部；

所述接收运算部根据所述第一实时体积参数v2、所述第一实时温度参数t2以及所述第一实时压力参数p2计算出第一实时工作气体物质的量n2；以及

所述判定部将所述第一实时工作气体物质的量n2与泄漏判定门限值n0进行比较，当所述第一实时工作气体物质的量n2低于所述泄漏判定门限值n0时，所述判定部判定为所述气体腔室内的所述工作气体发生泄漏，所述泄漏判定单元的信号发送部向飞机机载维护系统oms发送泄漏信号。

此外，在所述蓄压器气体泄漏判定方法中，优选，在检测所述工作气体的第一实时体积参数v2、第一实时温度参数t2以及第一实时压力参数p2的步骤之前还包括下述步骤：

气体状态检测单元对首次充压至蓄压器的气体腔室内的工作气体的初始体积参数v1、初始温度参数t1以及初始压力参数p1进行检测，并且将所述初始体积参数v1、初始温度参数t1以及初始压力参数p1发送至所述接收运算部；

所述接收运算部根据所述初始体积参数v1、所述初始温度参数t1以及所述初始压力参数p1计算出工作气体物质的量n的初始值n1，并且将所述初始值n1存储至所述判定部，

在信号发送部发送泄漏信号之后还包括如下步骤：

在所述飞机机载维护系统oms收到所述泄漏信号而向所述气体腔室再次充气的过程中，所述气体状态检测单元对所述气体腔室内的所述工作气体的第二实时体积参数v3、第二实时温度参数t3以及第二实时压力参数p3进行检测，并且将所述第二实时体积参数v3、所述第二实时温度参数t3以及所述第二实时压力参数p3发送至所述接收运算部；

所述接收运算部根据所述第二实时体积参数v3、所述第二实时温度参数t3以及所述第二实时压力参数p3计算出第二实时工作气体物质的量n3；以及

所述判定部将所述第二实时工作气体物质的量n3与所述初始值n1进行比较，当所述第二实时工作气体物质的量n3等于所述初始值n1时，所述信号发送部向所述飞机机载维护系统oms发送停止充气的信号。

发明效果

根据本发明的蓄压器以及蓄压器气体泄漏判定方法，能够对蓄压器的工作气体腔室内的工作气体的泄漏情况进行自动检测，并且将检测结果自动反馈给地面维护人员，因此，不需要像以往那样进行目视检查，并且也不需要为了进行维护检查而排空液体腔室内的工作液体，能够简化维护检查的过程，节省时间，从而降低维护人员的工作负担，提高了航线运行效益。

附图说明

图1是本发明一实施方式的蓄压器a的示意结构图。

符号说明

a蓄压器；

o轴线；

1外壳；

2充气接口；

3充液接口；

4隔板；

5气体腔室；

6液体腔室；

7气体状态检测单元；

71体积传感器(测距仪)；

72温度传感器；

73压力传感器；

8信号线；

9泄漏判定单元。

具体实施方式

以下，将参照图1对本发明一实施方式的蓄压器a的结构进行详细说明。

【蓄压器a的结构】

如图1所示，本发明的蓄压器a具有沿轴线o延伸的中空筒状的外壳1，在外壳1的(图1中的)上端面设置有供充气装置(未图示)连接的充气接口2，在外壳1的(图1中的)下端面设置有供压力液源(未图示)连接的充液接口3，在,外壳1的内部设置有外周面与该外壳1的内表面紧贴的作为分隔件的隔板4，该隔板4能够沿轴线o的方向移动，并且将外壳1的内部划分成位于图1的上侧的气体腔室5以及位于图1的下侧的液体腔室6。

气体腔室5内填充有经由充气接口2充入的工作气体(图1中以点状的填充符号示出)，液体腔室6内填充有经由充液接口3充入的工作液体(图1中以三角状的填充符号示出)。

此外，在外壳1的上端面的与充气接口2分开的位置处设置有气体状态检测单元7，该气体状态检测单元7用于对气体腔室5内的工作气体的体积、温度以及压力进行自动检测以获取该工作气体的体积参数v、温度参数t以及压力参数p。作为气体状态检测单元7的一个具体示例，该气体状态检测单元7包括配置在气体腔室5内的体积传感器71、温度传感器72以及压力传感器73。特别地，考虑到本实施方式的蓄压器a的与轴线o正交的截面的面积是恒定的这一点，该蓄压器a的气体腔室5的容积(即工作气体的体积)测量是通过作为体积传感器71的测距仪实现的。具体而言，由于蓄压器a的与轴线o正交的截面的面积是恒定的，因此，工作气体的体积v与测距仪到隔板4的距离l是成正比的。也就是说，只要将通过测距仪测得的该测距仪到隔板4的距离l乘以恒定的截面积，就能够得到工作气体的体积v。作为体积传感器71的测距仪可以是激光测距仪，但不限于此，只要能够测量其到隔板4的距离l即可。另外，在蓄压器a的与轴线o正交的截面的面积沿该轴线o变化及不恒定的情况下，可以采用其他类型的体积传感器71。

另外，如图1所示，所述气体状态检测单元7通过信号线8与泄漏判定单元9连接以将检测到的工作气体的体积参数v、温度参数t以及压力参数p发送至泄漏判定单元9。该泄漏判定单元9包括接收运算部、判定部以及信号发送部，其中，接收运算部接收通过信号线8发送而来的工作气体的体积参数v、温度参数t以及压力参数p，并且根据所述体积参数v、温度参数t以及压力参数p计算出工作气体物质的量n。作为具体的计算方法，采用了理想气体状态方程，也就是说，工作气体的体积参数v、温度参数t、压力参数p以及工作气体物质的量n之间满足下述关系式：

pv＝nrt

其中，r是气体常数。

所述判定部存储有泄漏判定门限值n0，该泄漏判定门限值n0是用于判定气体腔室5内的工作气体是否发生泄漏的基准值。所述判定部将由所述接收运算部算出的工作气体物质的量n与所述泄漏判定门限值n0进行比较，当所述工作气体物质的量n低于所述泄漏判定门限值n0时，所述判定部判定为工作腔室5内的工作气体发生了泄漏。

所述信号发送部在判定部判定为工作气体发生了泄漏的情况下向飞机机载维护系统oms或地面维护人员发生泄漏信号。

在上述说明中，气体状态检测单元7与泄漏判定单元9通过信号线8以有线的方式连接，但不限于此，气体状态检测单元7与泄漏判定单元9也可通过无线的方式连接。

【基于蓄压器a的工作气体泄漏判定方法】

以下，将对基于蓄压器a的工作气体泄漏判定方法进行详细说明。

(检测判定之前)

首先，将预先设定的泄漏判定门限值n0存储至泄漏判定单元9的判定部。

接着，在维护人员根据航线运营要求将工作气体首次充入至气体腔室5内之后，气体状态检测单元7对工作气体的初始体积参数v1、初始温度参数t1以及初始压力参数p1进行自动检测，并且通过信号线8将检测到的初始体积参数v1、初始温度参数t1以及初始压力参数p1发送至泄漏判定单元9。

泄漏判定单元9的接收运算部接收初始体积参数v1、所述初始温度参数t1以及初始压力参数p1，并且通过上述理想气体状态方程计算出工作气体物质的量n的初始值n1，随后将该初始值n1发送至泄漏判定单元9的判定部，该判定部存储上述初始值n1。

(泄漏判定的过程中)

在蓄压器a的使用过程中，气体状态检测单元7对工作气体进行检测以获取该工作气体的第一实时体积参数v2、第一实时温度参数t2以及第一实时压力参数p2，并且将第一实时体积参数v2、第一实时温度参数t2以及第一实时压力参数p2发送至泄漏判定单元9。

泄漏判定单元9的接收运算部根据所述第一实时体积参数v2、第一实时温度参数t2以及第一实时压力参数p2计算出第一实时工作气体物质的量n2。

接着，泄漏判定单元9的判定部将第一实时工作气体物质的量n2与泄漏判定门限值n0进行比较，当所述第一实时工作气体物质的量n2低于所述泄漏判定门限值n0时，所述判定部判定为气体腔室5内的工作气体发生了泄漏，泄漏判定单元9的信号发送部向飞机机载维护系统oms发送泄漏信号，通知地面维护人员进行维护工作。

此外，当所述第一实时工作气体物质的量n2高于或等于所述泄漏判定门限值n0时，相隔规定的时间重复上述检测和判定步骤。

(发送泄漏信号之后)

飞机机载维护系统oms接收到泄漏信号后指示地面维护人员对该蓄压器a进行维护工作即向气体腔室5内补充工作气体。

在向气体腔室5补充工作气体的过程中，气体状态检测单元7对气体腔室5内的工作气体进行自动检测以获取该工作气体的第二实时体积参数v3、第二实时温度参数t3以及第二实时压力参数p3，并且通过信号线8将检测到的第二实时体积参数v3、第二实时温度参数t3以及第二实时压力参数p3发送至泄漏判定单元9。

泄漏判定单元9的接收运算部根据第二实时体积参数v3、第二实时温度参数t3以及第二实时压力参数p3计算出第二实时工作气体物质的量n3。

接着，泄漏判定单元9的判定部将第二实时工作气体物质的量n3与初始值n1进行比较，当第二实时工作气体物质的量n3等于初始值n1时，判定部向飞机机载维护系统oms发送停止充气的信号，提示地面维护人员停止充气。

此外，当第二实时工作气体物质的量n3低于初始值n1时，相隔规定的时间重复上述检测和判定步骤。

【实施方式的作用及技术效果】

根据上述内容可知，与现有的蓄压器在气体腔室一侧仅安装有机械压力表的不同点在于，作为机械压力表的替代，在蓄压器a设置有气体状态检测单元7以及通过信号线8与该气体状态检测单元7连接的泄漏判定单元9，气体状态检测单元7对蓄压器a的气体腔室5内的工作气体的压力、温度以及体积进行实时且自动检测，泄漏判定单元9接收检测到的工作气体的压力参数p、温度参数t以及体积参数v并且通过理想气体状态方程计算出该工作气体物质的量n。然后，泄漏判定单元9将该工作气体物质的量n与预先存储于泄漏判定单元9的泄漏判定门限值n0进行比较，当该工作气体物质的量n低于泄漏判定门限值n0时，该泄漏判定单元9判定为蓄压器a的气体腔室5内的工作气体发生了泄漏，并且向飞机机载维护系统oms发送泄漏信号，提示维护人员进行维护工作。由此，不需要像以往那样进行目视检查，并且也不需要为了进行维护检查而排空液体腔室内的工作液体，能够简化维护检查的过程，节省时间，从而降低维护人员的工作负担，提高了航线运行效益。