本發(fā)明涉及飛艇氣囊氣密性檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

飛艇氣囊的氣密性檢測(cè)方法是保證飛艇正常工作運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的飛艇氣囊氣密性檢測(cè)方法是壓力變化檢漏法，包括壓降檢測(cè)法和壓差檢測(cè)法。它們都是在理想氣體物態(tài)方程的基礎(chǔ)上，利用檢測(cè)開(kāi)始時(shí)刻和檢測(cè)終止時(shí)刻飛艇氣囊內(nèi)氦氣的三個(gè)熱力學(xué)狀態(tài)物理量(溫度、壓力和體積)來(lái)間接表示這兩個(gè)時(shí)刻氣囊內(nèi)氦氣的質(zhì)量，并由質(zhì)量守恒定律間接推導(dǎo)出檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)氣囊內(nèi)的氦氣泄漏量和泄漏率。

但是需要指出的是，盡管傳統(tǒng)的壓力變化檢漏法在飛艇氣囊氣密性檢測(cè)中可以發(fā)揮一定的作用，但這些技術(shù)無(wú)法實(shí)時(shí)在線識(shí)別判斷出飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)在制造加工和工作運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的微孔損傷泄漏位置和損傷程度；且飛艇外界大氣環(huán)境條件的復(fù)雜變化會(huì)影響飛艇氣囊內(nèi)氦氣的狀態(tài)，其對(duì)氦氣狀態(tài)產(chǎn)生的影響與氦氣泄漏對(duì)氦氣狀態(tài)產(chǎn)生的影響耦合在一起，進(jìn)而對(duì)氣密性檢測(cè)結(jié)果的精度產(chǎn)生很大影響；因此可以說(shuō)現(xiàn)有的飛艇氣囊的現(xiàn)場(chǎng)氣密性檢測(cè)局限性較大，需要一定的測(cè)量時(shí)間而不能實(shí)時(shí)得到飛艇氣囊內(nèi)氦氣的瞬時(shí)泄漏量和泄漏率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可靠性高，檢測(cè)精度不受飛艇外界大氣環(huán)境條件變化影響，且能實(shí)時(shí)獲得飛艇氣囊內(nèi)氦氣的瞬時(shí)泄漏量和泄漏率等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

由被設(shè)置于飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，該傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)通過(guò)前述各傳感器節(jié)點(diǎn)捕捉飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部不同位置點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息，并將前述各結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，且每一傳感器節(jié)點(diǎn)均至少能夠?qū)?yīng)捕捉一種類型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息；

對(duì)前述傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)當(dāng)前所捕捉的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)在進(jìn)行分類存儲(chǔ)的同時(shí)，逐一判斷各結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息是否屬于第一類檢測(cè)信號(hào)，是則將該結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息直接發(fā)送至泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)，否則確認(rèn)該結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息為第二類檢測(cè)信號(hào)并將其發(fā)送至信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)；

分別提取前述各第二類檢測(cè)信號(hào)的特征量，并識(shí)別出與前述第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式的信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)；

根據(jù)前述第一類檢測(cè)信號(hào)和/或第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式，分析計(jì)算飛艇內(nèi)氦氣的實(shí)時(shí)泄漏參數(shù)以及飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置參數(shù)的泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)；

以及通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)與前述泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并基于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的泄漏特性進(jìn)行判斷的地面監(jiān)控子系統(tǒng)。

前述結(jié)構(gòu)響應(yīng)包括但不限于飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)、氣囊蒙皮的溫度信號(hào)、作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)、飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)以及飛艇氣囊的加速度信號(hào)；所述服役環(huán)境信息包括但不限于外界大氣的溫度信號(hào)、氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)、外界大氣的壓力信號(hào)、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)以及外界大氣的風(fēng)速信號(hào)。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述傳感器節(jié)點(diǎn)包括但不限于光纖光柵應(yīng)變傳感模塊、電阻應(yīng)變傳感模塊、壓電傳感模塊、聲發(fā)射傳感模塊、溫度傳感模塊、加速度傳感模塊、壓力傳感模塊和風(fēng)速傳感模塊中的一種模塊或者幾種模塊。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取之前還包括對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，以減小誤差而提高分析結(jié)果的可靠性。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取時(shí)，按照與每一第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型相匹配的提取方法進(jìn)行特征量提取，以去除第二類檢測(cè)信號(hào)中部分無(wú)用信息，進(jìn)而尋找最有效的信號(hào)特征來(lái)構(gòu)成用于分類識(shí)別的模式特征向量；所述提取方法包括但不限于平均值法、最大振幅法、均方根值法或功率譜法。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)基于當(dāng)前所提取的特征量，識(shí)別出數(shù)據(jù)預(yù)處理后第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式，所述信號(hào)模式采用的模式識(shí)別方法包括但不限于統(tǒng)計(jì)決策法、非數(shù)值特征值法、模糊判決法、邏輯推理法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中的任意一種方法。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)包括飛艇氦氣泄漏定量模塊和微孔損傷泄漏定位模塊；前述飛艇氦氣泄漏定量模塊用于分析計(jì)算出包括實(shí)時(shí)泄漏量和泄漏率的飛艇氦氣泄漏參數(shù)；所述微孔損傷泄漏定位模塊用于識(shí)別判斷出飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置參數(shù)，即包括微孔損傷泄漏位置及其損傷程度的參數(shù)。

本發(fā)明的目的是要提供一種飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：

步驟S1、由被設(shè)置于飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)捕捉飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部不同位置點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息，并將前述各結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，且每一傳感器節(jié)點(diǎn)均至少能夠?qū)?yīng)捕捉一種類型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息；

步驟S2、對(duì)前述傳感器節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所捕捉的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，且在進(jìn)行分類存儲(chǔ)的同時(shí)，逐一判斷各結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息是否屬于第一類檢測(cè)信號(hào)，是則將該結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息直接執(zhí)行步驟S4，否則確認(rèn)該結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息為第二類檢測(cè)信號(hào)并執(zhí)行步驟S3；

步驟S3、分別提取前述各第二類檢測(cè)信號(hào)的特征量，并識(shí)別出與前述第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式；

步驟S4、根據(jù)前述第一類檢測(cè)信號(hào)以及第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式，分析計(jì)算飛艇內(nèi)氦氣的實(shí)時(shí)泄漏參數(shù)以及飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置參數(shù)；

步驟S5、以無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式與地面監(jiān)控子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，基于地面監(jiān)控子系統(tǒng)所接收到的數(shù)據(jù)，對(duì)飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的泄漏特性進(jìn)行判斷。

前述結(jié)構(gòu)響應(yīng)包括但不限于飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)、氣囊蒙皮的溫度信號(hào)、作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)、飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)以及飛艇氣囊的加速度信號(hào)；所述服役環(huán)境信息包括但不限于外界大氣的溫度信號(hào)、氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)、外界大氣的壓力信號(hào)、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)以及外界大氣的風(fēng)速信號(hào)。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述傳感器節(jié)點(diǎn)包括但不限于光纖光柵應(yīng)變傳感模塊、電阻應(yīng)變傳感模塊、壓電傳感模塊、聲發(fā)射傳感模塊、溫度傳感模塊、加速度傳感模塊、壓力傳感模塊和風(fēng)速傳感模塊中的一種模塊或者幾種模塊。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述步驟S3中在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取之前還包括對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，以減小誤差而提高分析結(jié)果的可靠性。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述步驟S3中在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取時(shí)，按照與每一第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型相匹配的提取方法進(jìn)行特征量提取，以去除第二類檢測(cè)信號(hào)中部分無(wú)用信息，進(jìn)而尋找最有效的信號(hào)特征來(lái)構(gòu)成用于分類識(shí)別的模式特征向量；所述提取方法包括但不限于平均值法、最大振幅法、均方根值法或功率譜法。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，

前述步驟S3中還包括基于當(dāng)前所提取的特征量，識(shí)別出數(shù)據(jù)預(yù)處理后第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式，所述信號(hào)模式采用的模式識(shí)別方法包括但不限于統(tǒng)計(jì)決策法、非數(shù)值特征值法、模糊判決法、邏輯推理法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中的任意一種方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明可在線識(shí)別判斷出飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)在制造加工和工作運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的微孔損傷泄漏位置和損傷程度，為地面決策部門(mén)采取相應(yīng)的輔助維護(hù)與維修措施提供依據(jù)；且該系統(tǒng)不需要考慮飛艇外界大氣環(huán)境條件的復(fù)雜變化對(duì)氣密性檢測(cè)結(jié)果精度的影響，并能實(shí)時(shí)獲得飛艇氣囊內(nèi)氦氣的瞬時(shí)泄漏量和泄漏率，為實(shí)現(xiàn)對(duì)飛艇的運(yùn)行狀況以及剩余壽命的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐；同時(shí)本發(fā)明通過(guò)建立在飛艇氣囊實(shí)時(shí)泄漏狀況與損傷情況基礎(chǔ)上的維護(hù)管理為飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的維護(hù)、安全評(píng)估及剩余壽命評(píng)估提供了重要參考，大幅降低了飛艇的維護(hù)成本、提高了飛行安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成示意圖；

圖2為本發(fā)明所述飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)方法步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明利用先進(jìn)的無(wú)損傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種能夠提供對(duì)飛艇氣囊結(jié)構(gòu)氦氣泄漏特性的全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)、泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)以及地面監(jiān)控子系統(tǒng)；其中傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)、泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)位于飛艇結(jié)構(gòu)上，并依次通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸總線相連接；其工作原理是：傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；各類傳感電信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸總線由數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)采集并存儲(chǔ)，并將其中可直接利用的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸總線傳輸?shù)叫孤┰\斷評(píng)估子系統(tǒng)，將其中不能直接利用的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸總線傳輸?shù)叫盘?hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與模式識(shí)別；根據(jù)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)和信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)處理得到的模式識(shí)別結(jié)果，泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)計(jì)算出飛艇氦氣的實(shí)時(shí)泄漏量和泄漏率，同時(shí)識(shí)別判斷出飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置及其損傷程度；最后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)將泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)的診斷評(píng)估結(jié)果實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)飛艇氣囊的氦氣泄露狀況。

具體的，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是由被設(shè)置于飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所組成的，該傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)通過(guò)前述各傳感器節(jié)點(diǎn)捕捉飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部不同位置點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息，并將前述各結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，且每一傳感器節(jié)點(diǎn)均至少能夠?qū)?yīng)捕捉一種類型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息；前述結(jié)構(gòu)響應(yīng)包括但不限于飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)、氣囊蒙皮的溫度信號(hào)、作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)、飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)以及飛艇氣囊的加速度信號(hào)；所述服役環(huán)境信息包括但不限于外界大氣的溫度信號(hào)、氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)、外界大氣的壓力信號(hào)、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)以及外界大氣的風(fēng)速信號(hào)。進(jìn)一步的，作為本發(fā)明具體的實(shí)施方案，所述系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)以永久安裝在飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)表面或嵌入蒙皮材料內(nèi)部的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)捕捉飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息并分別轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

前述傳感器節(jié)點(diǎn)包括但不限于采集飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)的光纖光柵應(yīng)變傳感模塊、采集飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)的電阻應(yīng)變傳感模塊、采集作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)的壓電傳感模塊、采集飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)撕裂等損傷時(shí)發(fā)出的聲波信號(hào)的聲發(fā)射傳感模塊、采集外界大氣、飛艇氣囊蒙皮及氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)的溫度傳感模塊、采集飛艇氣囊的加速度信號(hào)的加速度傳感模塊、采集外界大氣、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)的壓力傳感模塊以及采集外界大氣的風(fēng)速信號(hào)的風(fēng)速傳感模塊中的一種模塊或幾種模塊；其中光纖光柵應(yīng)變傳感器和電阻應(yīng)變傳感器都是用來(lái)測(cè)量蒙皮的應(yīng)變的，只是它們的測(cè)量原理不同，適用范圍不同，故而設(shè)置兩種應(yīng)變傳感模塊。

所述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于對(duì)前述傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)當(dāng)前所捕捉的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息進(jìn)行統(tǒng)一分類存儲(chǔ)，且在進(jìn)行統(tǒng)一分類存儲(chǔ)的同時(shí)，逐一判斷各結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息是否屬于第一類檢測(cè)信號(hào)，是則將該結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息直接發(fā)送至泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)，否則確認(rèn)該結(jié)結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息為第二類檢測(cè)信號(hào)并將其發(fā)送至信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)；進(jìn)一步的，作為本發(fā)明具體的實(shí)施方案，所述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到各類傳感信號(hào)后，由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)所采集的各類傳感信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一分類存儲(chǔ)；并將其中可直接利用的第一類檢測(cè)信號(hào)如溫度、壓力、風(fēng)速等信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸總線傳輸?shù)叫孤┰\斷評(píng)估子系統(tǒng)，將其中不能直接利用的第二類檢測(cè)信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸總線傳輸?shù)叫盘?hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)處理與模式識(shí)別。

所述信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)用于接收第二類檢測(cè)信號(hào)，并分別提取前述各第二類檢測(cè)信號(hào)的特征量，識(shí)別出與前述第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式；設(shè)置所述信號(hào)處理與識(shí)別子系統(tǒng)的目的是對(duì)所采集的各信號(hào)中的不能直接利用的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理，以減小誤差而提高分析結(jié)果的可靠性。具體包括如下工作過(guò)程：(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)子系統(tǒng)傳輸過(guò)來(lái)的第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大并去除噪聲干擾，以提高清晰度；(2)特征量的提取：基于第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型，選擇提取方法提取預(yù)處理后的數(shù)據(jù)的特征量，以去除第二類檢測(cè)信號(hào)中部分無(wú)用信息，進(jìn)而尋找最有效的信號(hào)特征來(lái)構(gòu)成用于分類識(shí)別的模式特征向量；如當(dāng)前第二類檢測(cè)信號(hào)屬于需要在某一特定時(shí)間段內(nèi)提取平均值的A類信號(hào)則采用平均值法，如當(dāng)前第二類檢測(cè)信號(hào)屬于需要在某一特定時(shí)間段內(nèi)提取最大值的B類信號(hào)則采用最大振幅法，所述提取方法包括但不限于平均值法、最大振幅法、均方根值法、功率譜法等方法；(3)模式識(shí)別：基于當(dāng)前所提取的特征量，識(shí)別出數(shù)據(jù)預(yù)處理后第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式，常用的信號(hào)模式識(shí)別方法包括但不限于統(tǒng)計(jì)決策法、非數(shù)值特征值法、模糊判決法、邏輯推理法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

所述泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)能夠根據(jù)前述第一類檢測(cè)信號(hào)以及第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式，分析計(jì)算飛艇內(nèi)氦氣的實(shí)時(shí)泄漏參數(shù)以及飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置參數(shù)；所述泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)包括飛艇氦氣泄漏定量模塊和微孔損傷泄漏定位模塊；前述飛艇氦氣泄漏定量模塊能夠?qū)︼w艇的氦氣泄漏實(shí)時(shí)定量化即其可分析計(jì)算出包括實(shí)時(shí)泄漏量和泄漏率的飛艇氦氣泄漏參數(shù)；所述微孔損傷泄漏定位模塊可實(shí)時(shí)定位飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷即其能夠識(shí)別判斷出飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置及其損傷程度。進(jìn)一步的，作為本發(fā)明具體的實(shí)施方案，所述微孔損傷泄漏位置參數(shù)或者飛艇氦氣泄漏參數(shù)的計(jì)算過(guò)程主要包括基準(zhǔn)信號(hào)的采集以及信號(hào)比對(duì)識(shí)別過(guò)程即所述過(guò)程包括通過(guò)將正常工作狀態(tài)下所采集的第一類檢測(cè)信號(hào)以及第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式作為基準(zhǔn)信號(hào)或基線；并實(shí)時(shí)比較采集的檢測(cè)信號(hào)與先前所采集的基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)判斷各位置處是否出現(xiàn)異常，以及異常變化所對(duì)應(yīng)的參數(shù)變化值；如微孔損傷泄漏位置參數(shù)識(shí)別過(guò)程可使用飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)在未產(chǎn)生損傷時(shí)所采集的第一類檢測(cè)信號(hào)以及第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式作為基準(zhǔn)信號(hào)或基線，通過(guò)比較新采集的檢測(cè)信號(hào)與先前所采集的檢測(cè)信號(hào)-基準(zhǔn)信號(hào)或基線，并根據(jù)檢測(cè)信號(hào)或檢測(cè)信號(hào)的特征參數(shù)的變化來(lái)識(shí)別計(jì)算蒙皮結(jié)構(gòu)內(nèi)的損傷。例如，當(dāng)氣囊蒙皮表面出現(xiàn)撕裂等損傷時(shí)，損傷部位會(huì)有聲波發(fā)出，且以聲波形式釋放出應(yīng)變能，即可通過(guò)監(jiān)測(cè)比對(duì)當(dāng)前聲波信號(hào)判斷出其所對(duì)應(yīng)的位置信息；同時(shí)損傷位置周圍的蒙皮表面應(yīng)變也會(huì)發(fā)生變化，其相比于無(wú)損傷區(qū)域的表面應(yīng)變也會(huì)表現(xiàn)異常，因此可根據(jù)聲波信號(hào)、飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)以及各自對(duì)應(yīng)的信號(hào)特征參數(shù)的變化來(lái)識(shí)別計(jì)算蒙皮結(jié)構(gòu)內(nèi)的損傷參數(shù)；且上述基準(zhǔn)信號(hào)的采集以及信號(hào)比對(duì)識(shí)別過(guò)程亦可通過(guò)多種其他現(xiàn)有常用的數(shù)據(jù)分析算法、數(shù)據(jù)處理算法以及數(shù)據(jù)解釋算法實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)監(jiān)測(cè)要求自行選擇，不局限于本專利所述設(shè)計(jì)說(shuō)明。

所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)的作用是將泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)的診斷評(píng)估結(jié)果實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)送到地面監(jiān)控子系統(tǒng)，其包括評(píng)估結(jié)果發(fā)送模塊以及評(píng)估結(jié)果接收模塊。

所述地面監(jiān)控子系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)與前述泄漏診斷評(píng)估子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并基于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的泄漏特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

同時(shí)如圖2，本發(fā)明還要提供一種飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：

步驟S1、由被設(shè)置于飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)捕捉飛艇氣囊表面和/或內(nèi)部不同位置點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息，并將前述各結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，且每一傳感器節(jié)點(diǎn)均至少能夠?qū)?yīng)捕捉一種類型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)或者服役環(huán)境信息；前述結(jié)構(gòu)響應(yīng)包括但不限于飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)、氣囊蒙皮的溫度信號(hào)、作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)、飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)以及飛艇氣囊的加速度信號(hào)；所述服役環(huán)境信息包括但不限于外界大氣的溫度信號(hào)、氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)、外界大氣的壓力信號(hào)、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)以及外界大氣的風(fēng)速信號(hào)。進(jìn)一步的，作為本發(fā)明具體的實(shí)施方案，所述系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)以永久安裝在飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)表面或嵌入蒙皮材料內(nèi)部的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)捕捉飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息并分別轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

前述傳感器節(jié)點(diǎn)包括但不限于采集飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)的光纖光柵應(yīng)變傳感模塊、采集飛艇氣囊蒙皮的應(yīng)變信號(hào)的電阻應(yīng)變傳感模塊、采集作用于飛艇氣囊蒙皮表面的壓力信號(hào)的壓電傳感模塊、采集飛艇氣囊蒙皮出現(xiàn)撕裂等損傷時(shí)發(fā)出的聲波信號(hào)的聲發(fā)射傳感模塊、采集外界大氣、飛艇氣囊蒙皮及氣囊內(nèi)部的溫度信號(hào)的溫度傳感模塊、采集飛艇氣囊的加速度信號(hào)的加速度傳感模塊、采集外界大氣、氣囊內(nèi)的壓力信號(hào)的壓力傳感模塊以及采集外界大氣的風(fēng)速信號(hào)的風(fēng)速傳感模塊中的一種模塊或幾種模塊；其中光纖光柵應(yīng)變傳感器和電阻應(yīng)變傳感器都是用來(lái)測(cè)量蒙皮的應(yīng)變的，只是它們的測(cè)量原理不同，適用范圍不同，故而設(shè)置兩種應(yīng)變傳感模塊。

步驟S2、對(duì)前述傳感器節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所捕捉的各類結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，且在進(jìn)行分類存儲(chǔ)的同時(shí)，逐一判斷各結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息是否屬于第一類檢測(cè)信號(hào)，是則直接執(zhí)行步驟S4，否則確認(rèn)該結(jié)構(gòu)響應(yīng)及服役環(huán)境信息為第二類檢測(cè)信號(hào)并執(zhí)行步驟S3；

步驟S3、分別提取前述各第二類檢測(cè)信號(hào)的特征量，并識(shí)別出與前述第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式；前述步驟S3中在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取之前還包括對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，以減小誤差而提高分析結(jié)果的可靠性。前述步驟S3中在對(duì)第二類檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行特征量提取時(shí)，按照與每一第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)類型相匹配的提取方法進(jìn)行特征量提取，以去除第二類檢測(cè)信號(hào)中部分無(wú)用信息，進(jìn)而尋找最有效的信號(hào)特征來(lái)構(gòu)成用于分類識(shí)別的模式特征向量；所述提取方法包括但不限于平均值法、最大振幅法、均方根值法或功率譜法。同時(shí)前述步驟S3中還包括基于當(dāng)前所提取的特征量，識(shí)別出數(shù)據(jù)預(yù)處理后第二類檢測(cè)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)模式，所述信號(hào)模式采用的模式識(shí)別方法包括但不限于統(tǒng)計(jì)決策法、非數(shù)值特征值法、模糊判決法、邏輯推理法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中的任意一種方法。

步驟S4、根據(jù)前述第一類檢測(cè)信號(hào)以及第二類檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征量和信號(hào)模式，分析計(jì)算飛艇內(nèi)氦氣的實(shí)時(shí)泄漏參數(shù)以及飛艇氣囊蒙皮表面的微孔損傷泄漏位置參數(shù)；

步驟S5、以無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式與地面監(jiān)控子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，基于地面監(jiān)控子系統(tǒng)所接收到的數(shù)據(jù)，對(duì)飛艇氣囊結(jié)構(gòu)的泄漏特性進(jìn)行判斷。

綜上所述，本發(fā)明所述飛艇氣囊氣密性在線監(jiān)測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)的飛艇氣囊氣密性檢測(cè)方法存在很大區(qū)別的：傳統(tǒng)的飛艇氣囊氣密性檢測(cè)方法是在檢測(cè)開(kāi)始時(shí)刻及終止時(shí)刻采用直接測(cè)量的手段來(lái)確定飛艇氣囊內(nèi)氦氣的物理狀態(tài)，無(wú)需記錄連續(xù)的歷史數(shù)據(jù)，檢測(cè)結(jié)果的精度除了取決于測(cè)量設(shè)備的分辨率和精度外，還取決于解耦處理復(fù)雜大氣環(huán)境條件對(duì)飛艇氣囊內(nèi)氦氣狀態(tài)影響的正確性；而本發(fā)明則是根據(jù)飛艇氣囊蒙皮結(jié)構(gòu)上相同位置、不同時(shí)間的測(cè)量結(jié)果的變化來(lái)識(shí)別判斷飛艇的泄漏狀態(tài)，因而需要基于連續(xù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，其診斷識(shí)別的精度除了取決于傳感器分辨率和精度外，還取決于解釋算法的正確性和運(yùn)算速度。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。