一种飞机臭氧转换器测试方法的研究与应用

引言

安全一直是航空业首要考虑的因素,只有飞行器安全才能保证乘客安全。安全是一种持续状态,所以要维持这种状态必须防患于未然,尤其是对一些影响安全的部附件要进行周期性检测,以防故障出现。航空器安全涉及飞行器安全和座舱环境安全。

飞机在飞行过程中,大气中的臭氧是影响飞机相关部附件性能与座舱环境的一个因素,座舱内臭氧浓度超标不仅会影响机组人员的工作效率,如果浓度过高还会影响乘客的生命安全,而飞机上安装的臭氧转换器可以把臭氧分解,有效降低臭氧浓度。可以根据臭氧在座舱内的平均

水平来选择一定转换效率的臭氧转换器,从而达到降低臭氧浓度的目的。如果臭氧转化器老化或飞机没有加装臭氧转换器,那么飞机部附件或乘客暴露在较高浓度的臭氧环境中的可

能性就会增加,这种情形对于座舱内的易感人群来说,尤其可能有生命危险。

本文研究的测试方法是针对一种用于氮气发生系统的臭氧转换器,它的作用是将飞机发动机引气中的臭氧转化成氧气,防止臭氧氧化氮气发生系统中的膜材料,从而保护膜材料不受臭氧腐蚀,维持氮气发生系统的正常性能。

1测试原理及要求

在臭氧转换器测试中,要求提供一定压力P、一定流量Q、一定温度T和一定浓度的臭氧混合气体,经过臭氧转换器分解后再次检测臭氧浓度,以此计算臭氧转换器的转换效率7,效率符合要求即为合格。

根据图1测试要求,臭氧的浓度靠压缩空气与臭氧发生器产生的臭氧按一定比例混合来控制,并通过气体混合器搅匀,气体的温度通过热电偶来控制,臭氧转换器入口端的压力表提供入口压力值,转换器两端的压降通过压差表来实现检测,两端的臭氧分析传感器用于检测转化前后的臭氧浓度。

2测试系统的实现

如图2所示,根据测试要求,测试系统分为气体供应模块、臭氧发生模块、压力采集模块、压差采集模块、浓度检测模块。

气体供应模块:此模块用于供应一定压力、温度和流量的空气:压力通过调压阀调节,温度通过热电偶调节,流量通过针阀调节,流量值通过流量计显示。

臭氧发生模块:此模块用于产生臭氧,与气体供应模块提供的空气进行混合,以此来提供一定浓度的臭氧混合气体。

压力采集模块:此模块用来检测臭氧转换器入口的压力,保证测试按要求进行。

压差采集模块:此模块用于检测臭氧转换器两端的压降。

浓度检测模块:此模块用于检测臭氧转换器两端的臭氧浓度,以此来计算臭氧转换器的转换效率。

加热后的压缩空气(参考范围:196~201℃)首先经过调压阀,把气压调整到要求值(参考范围:310.26~324.05kPa),压力值通过压力表显示,臭氧发生器产生的臭氧通过混合器与压缩空气混合,混合均匀后的气体进入到臭氧转换器进行转化,转化前后的气体通过换向阀分别采集到臭氧分析仪,压差传感器用来检测臭氧转换器两端的压降,最后的针阀用来调节气流流量(参考范围:1.6~1.7kg/min),流量计用于实时显示流量值。

通过公式:

式中,o3(inlet)为臭氧转换器入口臭氧浓度;o3(outlet)为臭氧转换器出口臭氧浓度。

即可算出臭氧转换器的转换器效率(参考范围≥95%),以此来判断性能的优劣。

3结语

此测试系统可以测出在一定温度T、一定压力P和一定流量Q下,臭氧转换器对臭氧的转换效率,通过调试测试管路中的参数,可以适应不同型号臭氧转换器的测试要求,调试方便,装卸快捷,不仅提高了测试效率,还节约了测试成本。