本發(fā)明涉及飛機高溫管路，具體地指一種用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、飛機空氣導管系統(tǒng)是飛機空氣管理系統(tǒng)的重要組成部分，飛機運行過程中引氣管道可能會產生泄漏。如果由于管道破裂或損壞而發(fā)生高溫引氣泄漏，可能會導致舵扇支架、壓力地板、壓力地梁、燃油通風箱或燃油管路暴露在高溫下。這可能會導致失去方向舵控制，并降低主要結構或燃料點火的結構完整性。由此可見，必須對高壓管道泄氣泄漏的進行監(jiān)測，以保護泄漏管道周圍的飛機系統(tǒng)、設備和結構。

2、飛機引氣管道分為內管和外管，內外管之間有夾有一層空氣起到絕熱作用。高溫高壓的飛機引氣在內管中傳輸，外管除了起到保護絕緣作用外，其每隔一段距離有一個導流孔，當引氣發(fā)生泄漏時，泄漏的熱空氣從外管上的導流孔流出，將周圍空氣加熱到報警閾值后被導流孔上方布置的感溫組件探測，到進而觸發(fā)泄漏報警。然而調查顯示，當管道發(fā)生泄漏時，飛機引氣泄漏探測系統(tǒng)會發(fā)生漏報警的情況。一方面，從導流孔流出的氣體可能無法將導流孔上方感溫組件加熱到報警閾值，另一方面，由于目前感溫組件僅安裝在引氣管道上方，可能無法監(jiān)測到引氣管道底部或者其他方向的引氣泄漏。比如，引氣管道接頭處的引氣可能會向任意方向發(fā)生泄漏。

3、隨著民航標準對飛機安全性要求的不斷提高，如何減少飛機引氣管道泄漏監(jiān)測漏報警情況的發(fā)生，實現(xiàn)飛機引氣管道泄漏快速監(jiān)測與定位，提高泄漏報警的可靠性，成為了亟待解決的關鍵技術難題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是要提供一種用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)及方法，本發(fā)明降低了飛機引氣管道泄漏監(jiān)測發(fā)生漏報警、誤報警的概率，實現(xiàn)飛機引氣管道泄漏快速監(jiān)測與定位，提高泄漏報警的可靠性。

2、為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，它包括引氣導管溫度場構建模塊、套在飛機引氣導管外的絕熱套管、貼附在絕熱套管內壁上的第一光纖光柵溫度傳感器、套在飛機引氣導管接頭處的溫度監(jiān)測環(huán)、貼附在溫度監(jiān)測環(huán)內壁上的第二光纖光柵溫度傳感器，第一光纖光柵溫度傳感器與第二光纖光柵溫度傳感器連接；

3、第一光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管管身對應位置處的溫度，從而得到飛機引氣導管管身的分布式溫度數據，第二光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管接頭處對應位置的溫度，從而得到飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據；

4、引氣導管溫度場構建模塊用于根據飛機引氣導管管身的分布式溫度數據、飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據采用基于插值的溫度場還原算法構建引氣導管溫度場模型，利用引氣導管溫度場模型得到飛機引氣導管各個點的溫度數據，并利用飛機引氣導管各個點的溫度數據判斷引氣泄漏情況。

5、優(yōu)選的，所述絕熱套管的外壁固定在飛機引氣導管外的機身定位板上，使絕熱套管懸掛套在飛機引氣導管外，絕熱套管與飛機引氣導管之間具有空氣絕熱層，絕熱套管的接頭處位于飛機引氣導管的接頭處的外圍，溫度監(jiān)測環(huán)同軸固定在絕熱套管的接頭處，溫度監(jiān)測環(huán)與飛機引氣導管之間具有空氣絕熱層。

6、優(yōu)選的，所述絕熱套管包括兩端的鉸接環(huán)，和設置在兩端的鉸接環(huán)之間的矩形絕熱層，兩端的鉸接環(huán)通過第一卡扣卡緊后，使矩形絕熱層卷成套管狀，第一光纖光柵溫度傳感器呈三角形往復貼附在矩形絕熱層內壁，使得矩形絕熱層卷成套管狀后能得到飛機引氣導管管身的分布式溫度數據。

7、優(yōu)選的，所述溫度監(jiān)測環(huán)兩端設有光纖連接器，第一光纖光柵溫度傳感器與第二光纖光柵溫度傳感器通過光纖連接器連接；

8、溫度監(jiān)測環(huán)為鉸接監(jiān)測環(huán)，第二光纖光柵溫度傳感器往復貼附在鉸接監(jiān)測環(huán)內壁，溫度監(jiān)測環(huán)通過第二卡扣卡和，第二光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管接頭處對應位置的溫度，從而得到飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據。

9、一種基于上述系統(tǒng)的飛機高溫引氣管路引氣泄漏監(jiān)測方法，它包括如下步驟：

10、第一光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管管身對應位置處的溫度，從而得到飛機引氣導管管身的分布式溫度數據，第二光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管接頭處對應位置的溫度，從而得到飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據；

11、根據飛機引氣導管管身的分布式溫度數據、飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據采用基于插值的溫度場還原算法構建引氣導管溫度場模型，利用引氣導管溫度場模型得到飛機引氣導管各個點的溫度數據，并利用飛機引氣導管各個點的溫度數據判斷引氣泄漏情況。

12、一種計算機程序產品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

13、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

14、本發(fā)明的有益效果：

15、本發(fā)明通過在飛機高溫引氣管路內部安裝光纖光柵溫度傳感器，對飛機引氣系統(tǒng)全面且高靈敏度的進行泄漏監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)微小的泄漏點，防止因泄漏引起的安全隱患和性能下降；絕熱套管把空氣絕熱層與外界環(huán)境隔開的設計有效隔絕引氣管路對外界環(huán)境的影響，防止高溫引氣管道加熱周圍空氣；通過智能化的方式實現(xiàn)了對引氣管路溫度和泄漏的實時監(jiān)測與定位，減少了人工干預，提高了監(jiān)測的及時性和準確性；及時發(fā)現(xiàn)和修復泄漏點，提高泄漏報警的可靠性，避免了因泄漏導致的更大損失和維修成本。

技術特征：

1.一種用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于，它包括引氣導管溫度場構建模塊、套在飛機引氣導管(2)外的絕熱套管(1)、貼附在絕熱套管(1)內壁上的第一光纖光柵溫度傳感器(3)、套在飛機引氣導管(2)接頭處的溫度監(jiān)測環(huán)(4)、貼附在溫度監(jiān)測環(huán)(4)內壁上的第二光纖光柵溫度傳感器(5)，第一光纖光柵溫度傳感器(3)與第二光纖光柵溫度傳感器(5)連接；

2.根據權利要求1所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：所述絕熱套管(1)的外壁固定在飛機引氣導管(2)外的機身定位板上，使絕熱套管(1)懸掛套在飛機引氣導管(2)外，絕熱套管(1)與飛機引氣導管(2)之間具有空氣絕熱層(6)，絕熱套管(1)的接頭處位于飛機引氣導管(2)的接頭處的外圍，溫度監(jiān)測環(huán)(4)同軸固定在絕熱套管(1)的接頭處，溫度監(jiān)測環(huán)(4)與飛機引氣導管(2)之間具有空氣絕熱層(6)。

3.根據權利要求1所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：所述絕熱套管(1)包括兩端的鉸接環(huán)(1.1)，和設置在兩端的鉸接環(huán)之間的矩形絕熱層(1.2)，兩端的鉸接環(huán)(1.1)通過第一卡扣(1.3)卡緊后，使矩形絕熱層(1.2)卷成套管狀，第一光纖光柵溫度傳感器(3)呈三角形往復貼附在矩形絕熱層(1.2)內壁，使得矩形絕熱層(1.2)卷成套管狀后能得到飛機引氣導管(2)管身的分布式溫度數據。

4.根據權利要求1所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度監(jiān)測環(huán)(4)兩端設有光纖連接器，第一光纖光柵溫度傳感器(3)與第二光纖光柵溫度傳感器(5)通過光纖連接器(7)連接；

5.根據權利要求1所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：引氣導管溫度場構建模塊根據飛機引氣導管(2)管身的分布式溫度數據、飛機引氣導管(2)接頭處的分布式溫度數據采用基于插值的溫度場還原算法構建引氣導管溫度場模型的具體方法為：

6.根據權利要求5所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：通過求解線性方程組得到線性組合系數w，將w帶入得到插值模型，即為引氣導管溫度場模型。

7.根據權利要求5所述的用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，其特征在于：引氣導管溫度場模型中溫度梯度大于閾值的區(qū)域為引氣泄漏區(qū)域，取溫度梯度大于閾值點的溫度做等溫線，其等溫線輪廓用于表征引氣泄漏的大小和形狀。

8.一種基于權利要求1所述系統(tǒng)的飛機高溫引氣管路引氣泄漏監(jiān)測方法，其特征在于，它包括如下步驟：

9.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求8中所述方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求8所述方法的步驟。

技術總結
本發(fā)明公開了一種用于飛機高溫引氣管路的智能套管系統(tǒng)，它包括第一光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管管身對應位置處的溫度，得到飛機引氣導管管身的分布式溫度數據，第二光纖光柵溫度傳感器通過各個光柵監(jiān)測飛機引氣導管接頭處對應位置的溫度，得到飛機引氣導管接頭處的分布式溫度數據；引氣導管溫度場構建模塊根據飛機引氣導管管身的分布式溫度數據和接頭處的分布式溫度數據采用基于插值的溫度場還原算法構建引氣導管溫度場模型，利用引氣導管溫度場模型得到飛機引氣導管各個點的溫度數據，并利用飛機引氣導管各個點的溫度數據判斷引氣泄漏情況。本發(fā)明實現(xiàn)了飛機引氣管道泄漏快速監(jiān)測與定位，提高了泄漏報警的可靠性。

技術研發(fā)人員：桂鑫,李政穎,潘俊儒,王加琪,邱金星
受保護的技術使用者：武漢理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9