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一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统

文章来源:http://www.filterplant.com/  2021年02月01日  点击数:354

一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统
技术领域

本发明涉及飞机特种污染控制监测领域,特别是涉及一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统。

背景技术

现有的飞机特种污染控制是在发动机引气后设置一个过滤装置,发动机的引气流经过滤装置后实现对引气的过滤,除去其中固体颗粒污染物。现有飞机机载过滤装置存在无法根据外界固体污染物的浓度判断是否开启机载过滤装置,因此机载过滤装置需要长时间开启,较为耗能。

发明内容

本发明的目的是提供一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统,以解决上述现有技术存在的问题,监测仪对特种污染浓度的监测,并将监测信号传递至机载过滤装置,通过监测装置传递的信号控制机载过滤装置各支路的实时开启或关闭,从而无需长时间开启机载过滤装置,节省能源。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

本发明提供一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统,包括依次通过管路连通的发动机、初效过滤器、管路支路控制阀、环境控制系统、监测仪器和飞机座舱;还包括高效过滤器,所述高效过滤器通过入口支路与所述初效过滤器和管道支路控制阀之间的管路连通,所述高效过滤器通过出口支路与所述管道支路控制阀和环境控制系统之间的管路连通;所述入口支路上设置有高效过滤器支路控制阀;所述监测仪器通过第一信号反馈通路与所述高效过滤器支路控制阀连接,所述监测仪器通过第二信号反馈通路与所述管道支路控制阀连接。

可选的,所述监测仪器包括两端开口且分别连接有管路的监测仪器壳体,所述监测仪器壳体内设置有探测器组件,所述探测器组件包括γ粒子监测器组件,所述γ粒子监测器组件包括外壳,所述外壳的进口端开设有取样口,所述取样口包括进口凹槽,所述进口凹槽为直径逐渐减小且侧壁和底壁均开口的锥形结构,所述γ粒子监测器组件的末端开口;所述进口凹槽内设置有β粒子监测器组件,所述β粒子监测器组件的进口端与所述进口凹槽的底壁连通;所述β粒子监测器组件的出口端与所述γ粒子监测器组件的末端开口连通,且所述γ粒子监测器组件的末端开口处设置有传感器,所述传感器分别与第一信号反馈通路和第二信号反馈通路连接;所述传感器和所述β粒子监测器组件的出口端之间设置有滤纸,所述滤纸的上下两端分别设置于滤纸自动走纸机构上;所述γ粒子监测器组件的末端开口。

可选的,所述监测仪器壳体整体为流线型结构,所述取样口为截面逐渐减小的变截面结构。

可选的,所述探测器组件为柱状结构,所述探测器组件通过支架固定于所述监测仪器壳体内壁上。

可选的,所述β粒子监测器组件包括第一监测件,所述第一监测件内设置有第二监测件,所述第一监测件的横截面为圆形结构,且所述第一监测件的进口端直径小于所述第一监测件的出口端直径,所述第一监测件的进口端至所述第一监测件的出口端的侧壁为平滑的弧形结构;所述第一监测件的出口端设置有挡板,所述挡板中间开设有通孔;所述第二监测件为内部中空且两端开口的水滴状结构,且所述第二监测件的进口端直径小于所述第二监测件的出口端直径。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

本发明解决了飞机支持气固扩散特种物质γ剂量率及β活度实时快速监测与控制的难题;通过γ监测仪与β监测仪对特种污染浓度的监测,并将监测信号传递至机载过滤装置,过滤装置根据传递的浓度信号,判断机载过滤装置各支路的开启或关闭,从而达到了对特殊污染物的实时监测,并将监测信号传递至传感器内,传感器的信息传递至过滤装置,从而实现对过滤装置的实时控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明机载被动进气特种污染实时快速监测系统结构示意图;

图2为本发明的监测仪器结构剖视平面示意图;

其中,1为发动机、2为初效过滤器、3为管路支路控制阀、4为环境控制系统、5为监测仪器、501为监测仪器壳体、502为γ粒子监测器组件、503为取样口、504为β粒子监测器组件、505为传感器、506为滤纸自动走纸机构、507为外壳、6为飞机座舱、7为高效过滤器、8为入口支路、9为出口支路、10为高效过滤器支路控制阀、11为第一信号反馈通路、12为第二信号反馈通路、13为支架、14为取样气流、15为旁路气流。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统,以解决上述现有技术存在的问题,监测仪对特种污染浓度的监测,并将监测信号传递至机载过滤装置,通过监测装置传递的信号控制机载过滤装置各支路的实时开启或关闭,从而无需长时间开启机载过滤装置,节省能源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种机载被动进气特种污染实时快速监测系统,如图1所示,包括依次通过管路连通的发动机1、初效过滤器2、管路支路控制阀3、环境控制系统4、监测仪器5和飞机座舱6;还包括高效过滤器7,高效过滤器7通过入口支路8与初效过滤器2和管道支路控制阀3之间的管路连通,高效过滤器7通过出口支路9与管道支路控制阀3和环境控制系统4之间的管路连通;入口支路8上设置有高效过滤器支路控制阀10;监测仪器5通过第一信号反馈通路11与高效过滤器支路控制阀10连接,监测仪器5通过第二信号反馈通路12与管道支路控制阀3连接。图1中,C1、C2为监测仪器监测特种污染物浓度值.

进一步优选的,如图2所示,监测仪器5包括两端开口且分别连接有管路的监测仪器壳体501,监测仪器壳体501内通过支架13固定设置有探测器组件,探测器组件包括γ粒子监测器组件502,γ粒子监测器组件502的进口端开设有取样口503,取样口503包括进口凹槽,进口凹槽为直径逐渐减小且侧壁和底壁均开口的锥形结构,γ粒子监测器组件502包括密封的外壳507,外壳507的末端开口;进口凹槽内设置有β粒子监测器组件504,β粒子监测器组件504的进口端与进口凹槽的底壁连通;β粒子监测器组件504的出口端与γ粒子监测器组件502的末端开口连通,且γ粒子监测器组件502的末端开口处设置有传感器505,传感器505分别与第一信号反馈通路11和第二信号反馈通路12连接;传感器505和β粒子监测器组件504的出口端之间设置有滤纸,滤纸的上下两端分别设置于滤纸自动走纸机构506上。

具体的,监测仪器壳体501整体为流线型结构,取样口503为截面逐渐减小的变截面结构。探测器组件为柱状结构,探测器组件通过支架固定于监测仪器壳体501内壁上。β粒子监测器组件504包括第一监测件,第一监测件内设置有第二监测件,第一监测件的横截面为圆形结构,且第一监测件的进口端直径小于第一监测件的出口端直径,第一监测件的进口端至第一监测件的出口端的侧壁为平滑的弧形结构;第一监测件的出口端设置有挡板,挡板中间开设有通孔;第二监测件为内部中空两端开口的水滴状结构,且第二监测件的进口端直径小于第二监测件的出口端直径。

本发明工作时,发动机引气流经初效过滤器2后,一般情况下,管道支路控制阀3开启,高效过滤器支路控制阀10关闭。根据监测仪器5装置的实时监测特种污染物浓度值判断过滤装置开启哪条支路,如果监测仪器5监测的浓度值大于给定舱室标准值时,此时将管道支路控制阀3关闭,高效过滤器支路控制阀10开启;若监测仪器5监测的浓度值小于等于给定舱室标准值时,此时将管道支路控制阀3开启,高效过滤器支路控制阀10关闭;流经过滤装置的气体经环控系统后流入飞机舱室,避免了过滤装置一直开启,节约了能源。

本发明监测仪器5安置在舱室前管道内,实现对特种污染的实时监测。监测器5的监测仪器壳体501设计为流线型,以减小气流的流动损失;同时为了使气流可以顺利进入采样腔内,根据伯努利方程,将取样口503设计为变截面的结构,即气流从截面积较大处因压差的作用进入取样腔内,同时为了使取样浓度与引气的实际浓度相同,采用等流态取样。旁路气流15经外壳507和监测仪器壳体501之间的空隙流通,取样气流14通过监测仪器由大变小的取样入口,进入γ粒子监测器组件和β粒子监测器组件通道内,然后将取样气流14引入滤纸自动走纸机构处,滤纸自动走纸机构506自动走纸对引气过滤,过滤后的取样气流14然后经传感器以及开放式排出管道排出;滤纸自动走纸机构与可以实现连续对特种污染物的采集,并通过γ粒子监测器组件502与β粒子监测器组件504对滤纸上的污染物进行监测,具体的,本发明选用0.5mm厚度的薄塑闪,对γ射线不灵敏,长宽尺寸与滤口尺寸一致,塑闪前端覆盖避光层,后端有光导接滨松光电倍增管,对信号倍增输出。薄塑闪探测器安装在第二监测件的水滴型腔室内,薄塑闪边缘与水滴型底部完全契合密封,防止取样气体夹杂颗粒进入到腔室内,污染β探测器及电子学。选用GM管探测器对γ射线进行监测。由于β射线为连续谱,不能实现能谱测量,现监测的目的为测量滤纸上β气溶胶计数,当已知核素种类及比例时,定标到该核素的活度浓度;对于γ剂量率监测,选用可测量γ剂量率的探测器即可。并将监测信息通过信号传感器传递至过滤装置;从而实现对特殊污染物的实时监测。

本发明增加了实时监测仪器5,并且将实时监测仪器设计为被动式进气结构与利用自动走纸机构实现对特种污染物的实时监测,并将监测信号传递至传感器505内,传感器505的信息传递至过滤装置,从而实现对过滤装置的实时控制。

本发明将过滤装置设计为两支路控制的形式;监测仪器5设计为被动式结构,减少了监测装置的零件个数,减小了装置的体积以及结构复杂性,在实现对特殊污染实时快速监测的基础上可以控制过滤装置的各支路开启或者关闭,有利于节能;并且将β粒子监测器组件的入口与出口截面设计较小,防止因飞机震动引起某些粒子监测器组件脱落,对飞机下游造成新的影响。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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