CN116559016B - 一种差压值修正方法及装置、浓度分析仪与可读存储介质 - Google Patents

一种差压值修正方法及装置、浓度分析仪与可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法及装置、浓度分析仪与可读存储介质。差压值修正方法包括：根据流量系数修正分析仪的理论差压值；通过分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值；根据每个差压值及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数；通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数，得到粘性修正系数关于压力和被测灭火剂体积浓度的关系式；建立差压关于被测灭火剂压力、体积浓度的灭火剂浓度‑差压修正模型，去替换原有灭火剂浓度‑差压模型，从而根据测量的差压与灭火剂压力得到被测灭火剂浓度，解决飞机发动机舱灭火剂浓度测试因无法克服飞行环境压力而带来的噪声影响的技术问题。

Description

一种差压值修正方法及装置、浓度分析仪与可读存储介质
技术领域
本发明涉及模型技术领域中的一种差压值修正方法，尤其涉及一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，采用所述差压值修正方法的差压值修正装置、飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪与可读存储介质。
背景技术
飞机机舱内结构复杂，可燃物众多，火灾危险性较大，性能可靠的气体灭火系统对保障飞行安全尤为重要。一旦发生火灾，火区内喷射的灭火剂需要达到灭火浓度并维持一段时间，才能扑灭火灾并防止火灾复燃。业内通过大量实验在AC20-100咨询通告中提出了飞机灭火系统有效性验证的方法和标准，其判据都是基于灭火剂在空间的浓度分布。因此，灭火剂在空间的浓度分布是评估灭火有效性及灭火系统设计合理性的重要指标。
基于差压原理的灭火剂浓度测试技术是最早应用于发动机舱灭火系统适航验证的测量技术，发展较为成熟，已有成型并获得美国联邦航空管理局（FAA）认证的灭火剂浓度分析仪。
目前，国内现有灭火剂浓度分析仪标定和测试通常是在地面大气压环境中进行的，而飞行环境中机舱内的气压约为60kPa~101kPa。为了提高灭火剂浓度分析仪对低压环境的适应性，并提高浓度测试精度，亟需提出一种差压修正模型及方法，对飞机气体灭火系统适航验证具有重要意义。
发明内容
为解决飞机发动机舱灭火剂浓度测试无法克服飞行环境压力带来的噪声影响的技术问题，本发明提供一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，采用所述差压值修正方法的差压值修正装置、飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪与可读存储介质。
本发明采用以下技术方案实现：一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，灭火剂浓度分析仪采用灭火剂浓度-差压模型获取所述差压值，所述差压值修正方法包括以下步骤：
步骤一、根据不同压力下灭火剂浓度分析仪的进口处各个浓度的被测灭火剂的质量流量Q m ，得到相应的一系列的流量系数C d ；
，
式中，Q m0为所述灭火剂浓度分析仪的理论质量流量；
步骤二、根据流量系数C d 对灭火剂浓度分析仪的理论差压值P d0进行修正，得到流量修正后的理论差压值：
，
步骤三、通过所述灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
步骤四、根据每个差压值P d 以及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数C μ ；
，
步骤五、通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数C µ ，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
步骤六、建立所述灭火剂浓度分析仪的关于压力P和被测灭火剂体积浓度x的灭火剂浓度-差压修正模型P d (x,P)，去替换所述灭火剂浓度-差压模型：
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪的内部限流元件孔径；为灭火剂浓度分析仪的内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d为毛细管内径；T 0 为滞止温度；μ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的被测灭火剂的动力粘度，γ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的气体比热比；M(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的分子质量；R c 为通用气体常数；
其中，理论差压值P d0为：
，
式中，μ为被测灭火剂的理论动力粘度，γ为理论气体比热比；M为理论分子质量。
作为上述方案的进一步改进，在步骤六中，如果忽略压力影响，则：
，
式中，c p1为纯组分灭火剂的定压比热容，c p2为载气的定压比热容；R为气体常数，表示为R c /M；M 1为纯组分灭火剂的摩尔质量，M 2为载气的摩尔质量；µ 1为纯组分灭火剂的动力粘度，µ 2为载气的动力粘度。
作为上述方案的进一步改进，在步骤五中，采用线性拟合得到关系式C µ (x,P)的方法包括以下步骤：
首先得到每个浓度下，被测灭火剂的粘性修正系数与压力的关系曲线，分别对其进行线性拟合；
C µ =a•P+b，
式中，a为线性拟合方程的斜率值；b为线性拟合方程的截距值；
对每个斜率值、截距值与相应浓度的关系曲线分别进行拟合，得到斜率a(x)与截距b(x)；
将斜率a(x)与截距b(x)分别带入粘性修正系数与压力的线性关系式，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)：
C µ (x,P)= a(x) •P+ b(x) 。
作为上述方案的进一步改进，理论质量流量Q m0为：
，
式中，P 0为滞止压力。
进一步地，滞止压力P 0近似为灭火剂浓度分析仪的进口气体压力，滞止温度T 0近似为气流温度。
作为上述方案的进一步改进，被测灭火剂使用的是采用重量法配制的标准气体，为纯组分灭火剂与载气的二元混合气体，载气为空气或氮气。
本发明还提供一种灭火剂浓度分析仪的差压值的修正装置，其采用上述任意灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，所述修正装置包括：
流量系数计算模块，其用于根据不同压力下灭火剂浓度分析仪的进口处各个浓度的被测灭火剂的质量流量Q m ，得到相应的一系列的流量系数C d ；
，
式中，Q m0为所述灭火剂浓度分析仪的理论质量流量；
理论差压值计算模块，其用于根据流量系数C d 对灭火剂浓度分析仪的理论差压值P d0进行修正，得到流量修正后的理论差压值：
，
差压值计算模块，其用于通过所述灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
粘性修正系数计算模块，其用于根据每个差压值P d 以及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数C µ ；
，
关系式拟合模块，其用于通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数C µ ，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
修正模型建立模块，其用于建立差压关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的灭火剂浓度-差压修正模型P d (x,P)：
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪的内部限流元件孔径；为灭火剂浓度分析仪的内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d为毛细管内径；T 0 为滞止温度；μ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的被测灭火剂的动力粘度，γ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的气体比热比；M(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的分子质量；R c 为通用气体常数；
其中，理论差压值P d0为：
，
式中，μ为被测灭火剂的理论动力粘度，γ为理论气体比热比；M为理论分子质量。
本发明还提供一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪，其针对差压值，采用了上述任意飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法去修正。
本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任意飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
1.把压力作为分离的隐含因素变量参与到浓度-差压模型建立中，可以依赖模型本身对压力的适应性实现不同工作压力下的浓度测试，使得所建立的模型具有更好的通用性；
2.本发明还可以引入修正系数统一描述动能、气体膨胀、气体非理想性、壁面滑移以及其他因素带来的复杂影响，以简化模型。
附图说明
图1为本发明实施例1的灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法的流程图。
图2为本发明实施例2中不同浓度下的流量系数C d 与压力之间的关系曲线图。
图3为本发明实施例2的灭火剂浓度-差压修正模型的整体建模方法流程图。
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。
需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本发明的灭火剂浓度分析仪主要应用在飞机的发动机舱灭火系统有效性验证试验中，用于测量舱内灭火剂能否达到灭火浓度并维持一段时间，以便能扑灭火灾并防止火灾复燃。本发明的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪采用灭火剂浓度-差压修正模型替代原有的灭火剂浓度-差压模型获取所述差压值，从而根据测量的差压与灭火剂压力得到被测灭火剂浓度，解决传统因无法克服飞行环境压力而带来的噪声影响的技术问题。
本发明的灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法采用一个灭火剂浓度-差压修正模型获取所述差压值，本发明的灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法在应用中，可以设置成软件的形式，如设计成独立的APP，或者被随时可调用的嵌入式软件，应用在计算机终端中（如本发明的灭火剂浓度分析仪的控制器即CPU中）。计算机终端包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。该计算机终端还可以是能够执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。处理器在一些实施例中可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制计算机设备的总体操作。本实施例中，处理器用于运行存储器中存储的程序代码或者处理数据。处理器执行程序时可实现本发明的灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法的步骤。
本发明的灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法在应用中，还可以设计成一种可读存储介质，如U盾，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任意的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法。做成U盾的形式，可以通过电子插接的方式插接在传统的灭火剂浓度分析仪上，飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪通过读取U盾内的计算机程序指令并执行，就能在飞机飞行时准确测量灭火剂浓度，解决传统因无法克服飞行环境压力而带来的噪声影响的技术问题。因此通过U盾的方式实现对传统飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的升级改造，从而利于本发明的推广与应用。
不论是非嵌入式还是嵌入式都可以归纳为相应的灭火剂浓度分析仪的差压值的修正装置。所述装置包括流量系数计算模块、理论差压值计算模块、差压值计算模块、粘性修正系数计算模块、关系式拟合模块、修正模型建立模块。
灭火剂浓度-差压修正模型通过差压值修正方法获取得到。请参阅图1，所述差压值修正方法包括以下步骤。
步骤一、根据不同压力下灭火剂浓度分析仪的进口处各个浓度的被测灭火剂的质量流量Q m ，得到相应的一系列的流量系数C d ；
，
式中，Q m0为所述灭火剂浓度分析仪的理论质量流量。
此步骤可由流量系数计算模块执行，不同浓度下的流量系数Cd与压力之间的关系曲线图如图2所示。
理论质量流量Q m0可通过灭火剂浓度-差压理论模型，结合灭火剂浓度分析仪内部几何尺寸、气体浓度、进口处气流压力、气流温度及相关气体性质参数得到，故，质量流量Q m0的获取方式比较多，在本实施例中，质量流量Q m0为：
，
式中，P 0为滞止压力，近似为灭火剂浓度分析仪的进口压力；
T 0 为滞止温度，近似为气流温度；
d 0为灭火剂浓度分析仪的内部限流元件孔径；
γ为理论气体比热比；
M为理论分子质量；
R c 为通用气体常数。
步骤二、根据流量系数C d 对灭火剂浓度分析仪的理论差压值P d0进行修正，得到流量修正后的理论差压值：
，
此步骤可由理论差压值计算模块执行。
在本实施例中，理论差压值P d0为：
，
式中，为灭火剂浓度分析仪的内部层流毛细管长度；
n为毛细管数量；
d为毛细管内径；
μ为被测灭火剂的理论动力粘度。
步骤三、通过所述灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d 。此步骤可由差压值计算模块执行，在执行时只需要接收来自灭火剂浓度分析仪的相应测量结果即可。
步骤四、根据每个差压值P d 以及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数C µ ；
，
此步骤可由粘性修正系数计算模块执行，在具体实现中，可以为乘法器。
步骤五、通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数C µ ，得到粘性修正系数C µ 关于压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)。
此步骤可由关系式拟合模块执行。
关系式C µ (x,P)的拟合方式比较多，可以采用各种曲线函数形式，在本实施例中，采用线性拟合，采用线性拟合得到关系式C µ (x,P)的方法包括以下步骤：
首先得到每个浓度下，被测灭火剂的粘性修正系数与压力的关系曲线，分别对其进行线性拟合；
C µ =a•P+b
式中，a为线性拟合方程的斜率值；b为线性拟合方程的截距值；
对每个斜率值、截距值与相应浓度的关系曲线分别进行拟合，得到斜率a(x)与截距b(x)；
将斜率a(x)与截距b(x)分别带入粘性修正系数与压力的线性关系式，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)：
C µ (x,P)= a(x) •P+ b(x)
步骤六、建立差压关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的灭火剂浓度-差压修正模型P d (x,P)，去替换所述灭火剂浓度-差压模型，从而根据灭火剂浓度分析仪的测量差压与进口处气体压力得到被测灭火剂浓度：
，
式中，μ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的被测灭火剂的动力粘度；
γ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的气体比热比；
M(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的分子质量。
此步骤可由修正模型建立模块执行。
如果忽略压力影响，则：
，
式中，c p1为纯组分灭火剂的定压比热容，c p2为载气的定压比热容；R为气体常数，表示为R c /M；M 1为纯组分灭火剂的摩尔质量，M 2为载气的摩尔质量；µ 1为纯组分灭火剂的动力粘度，µ 2为载气的动力粘度。
本发明针对基于压差原理的灭火剂浓度分析仪局限于常压标定和测试的问题，公开了灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，主要包括配制相同温度、不同压力的一系列浓度的被测灭火剂，分别通入灭火剂浓度分析仪，测量进口处气流的质量流量与流经灭火剂浓度分析仪层流结构产生的差压值，并与基于灭火剂浓度-差压理论模型得到的理论质量流量和理论差压值对比，引入流量系数和层流粘性修正系数解释理论与实验之间存在的差异，最终建立了耦合压力的浓度-差压模型，修正飞行低压环境对浓度测试的影响。
实施例2
本实施例2与实施例1基本相同，其区别在于本实施例2将模型建立的前后所有步骤进行了详细的介绍。请参阅图3，模型的建立方法包括以下步骤。
步骤S1：配制相同温度、压力为P i （i=1、2、3…）的一系列浓度的被测灭火剂，浓度为体积浓度。其中，被测灭火剂使用的是采用重量法配制的标准气体，为纯组分灭火剂与载气的二元混合气体，载气一般为空气或氮气。
步骤S2：在相同的温度条件下，分别将配制的Pi压力下的一系列已知浓度的被测灭火剂通入灭火剂浓度分析仪。
步骤S3：测量灭火剂浓度分析仪进口气流的压力和温度。
步骤S4：基于灭火剂浓度-差压理论模型，结合灭火剂浓度分析仪内部几何尺寸、气体浓度、进口处气流压力、气流温度及相关气体性质参数，得到一系列浓度被测灭火剂的理论质量流量Q m0和理论差压值P d0；
，
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪内部限流元件孔径；P 0为滞止压力，近似为灭火剂浓度分析仪进口压力；T 0 为滞止温度，近似为气流温度；γ为气体比热比；M为分子质量；R c 为通用气体常数；为灭火剂浓度分析仪内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d 为毛细管内径；μ为被测灭火剂的动力粘度。
其中，相关气体性质参数与气体浓度有关，压力影响可以忽略，表示为γ(x)、M(x)、µ(x)。
，
式中，R为气体常数，表示为R c /M；x为被测灭火剂体积浓度；c p1为纯组分灭火剂的定压比热容，c p2为载气的定压比热容；M 1为纯组分灭火剂的摩尔质量，M 2为载气的摩尔质量；µ 1为纯组分灭火剂的动力粘度，µ 2为纯组分灭火剂的动力粘度。纯组分灭火剂与载气的相关气体性质，如定压比热容、摩尔质量、动力粘度等，可以通过物性参数软件查得。
步骤S5：分别测量不同压力下灭火剂浓度分析仪进口处各个浓度被测灭火剂的质量流量Q m ，与对应的理论质量流量Q m0相比，得到一系列流量系数C d ；
，
步骤S6：压力和气体浓度对流量系数影响不大，主要与灭火剂浓度分析仪内部限流结构有关，故取平均值，并结合步骤S4中计算的理论差压值P d0，得到流量修正后的理论差压值；
，
步骤S7：通过灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
步骤S8：将步骤S7中测得的气体差压值P d ，与对应流量修正后的理论差压值相比，得到一系列粘性修正系数C µ ；
，
步骤S9：通过拟合不同压力不同浓度下的粘性修正系数，可以得到粘性修正系数C µ 关于压力P和灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
其中，粘性修正系数C µ (x,P)具体通过以下步骤获得：
步骤S9.1：首先得到每个浓度下，粘性修正系数与压力的关系曲线，分别对其进行线性拟合；
C µ =a•P+b
式中，C µ 为粘性修正系数；a为线性拟合方程的斜率值；b为线性拟合方程的截距值。
步骤S9.2：进一步对步骤S9.1中得到的斜率值和截距值与浓度的关系曲线进行拟合，可以得到斜率a(x)与截距b(x)；
步骤S9.3：将斜率a(x)与截距b(x)分别带入粘性修正系数与压力的线性关系式，可得到粘性修正系数C µ 关于压力P和灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)。
C µ (x,P)= a(x) •P+ b(x)
步骤S10：将流量系数均值与粘性修正系数函数带入理论方程，得到差压修正模型：
，
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明把压力作为分离的隐含因素变量参与到浓度-差压模型建立中，可以依赖模型本身对压力的适应性实现不同工作压力下的浓度测试，使得所建立的模型具有更好的通用性；同时引入修正系数统一描述动能、气体膨胀、气体非理想性、壁面滑移以及其他因素带来的复杂影响，以简化模型。
实施例3
本实施例3为实施例2的一种具体实操介绍。
整个实施步骤流程图基本按照实施例2的图1执行。
步骤S1：配制温度为25℃，压力为60kPa、70kPa、80kPa、90kPa、101kPa的一系列浓度的五氟乙烷气体，体积浓度取样点为0%、2%、4.02%、9.02%、13%、17.99%、25.04%、30.03%，采用重量法配比，载气为空气。
步骤S2：分别将配制的60kPa、70kPa、80kPa、90kPa、101kPa压力下的一系列已知浓度的被测灭火剂通入灭火剂浓度分析仪；
步骤S3：测量灭火剂浓度分析仪进口气流的压力和温度；
步骤S4：基于灭火剂浓度-差压理论模型，结合灭火剂浓度分析仪内部几何尺寸、气体浓度、进口处气流压力、气流温度及相关气体性质参数，得到一系列浓度被测灭火剂的理论质量流量Q m0和理论差压值P d0；
，
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪内部限流元件孔径；P 0为滞止压力，近似为灭火剂浓度分析仪进口压力；T 0 为滞止温度，近似为气流温度；γ为气体比热比； M为分子质量；R c 为通用气体常数；为灭火剂浓度分析仪内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d 为毛细管内径；μ为被测灭火剂的动力粘度。
具体地，相关气体性质参数与气体浓度有关，压力影响可以忽略，表示为γ(x)、M(x)、µ(x)。
，
式中，R为气体常数，表示为R c /M；x为被测灭火剂体积浓度；c p1为纯组分灭火剂的定压比热容，c p2为载气的定压比热容； M 1为纯组分灭火剂的摩尔质量，M 2为载气的摩尔质量；µ 1为纯组分灭火剂的动力粘度，µ 2为载气的动力粘度。
具体地，温度为25℃下的纯组分灭火剂与载气的定压比热容、摩尔质量、动力粘度通过物性参数软件查得，如表1所示。
表1
步骤S5：分别测量不同压力下灭火剂浓度分析仪进口处各个浓度被测灭火剂的质量流量Q m ，与对应的理论质量流量Q m0相比，得到一系列流量系数C d ；
，
步骤S6：压力和气体浓度对流量系数影响不大，主要与灭火剂浓度分析仪内部限流结构有关，故取平均值，为0.86，并结合步骤S4中计算的理论差压值P d0，得到流量修正后的理论差压值；
，
步骤S7：通过灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
步骤S8：将步骤S7中测得的气体差压值P d ，与对应流量修正后的理论差压值相比，得到一系列粘性修正系数C µ ，如图2所示；
，
步骤S9：通过拟合不同压力不同浓度下的粘性修正系数，可以得到粘性修正系数C µ 关于压力P和灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
其中，粘性修正系数C µ (x,P)具体通过以下步骤获得：
步骤S9.1：首先得到每个浓度下，粘性修正系数与压力的关系曲线，分别对其进行线性拟合；
C µ =a•P+b
式中，C µ 为粘性修正系数；a为线性拟合方程的斜率值；b为线性拟合方程的截距值。
不同压力不同浓度下的斜率、截距值与拟合R 2如表2所示。
表2
具体地，通过分析，浓度对斜率a的影响不大，故对斜率a取平均值，为4.27×10-4；再固定斜率a，重新对上述粘性修正系数与压力的关系进行线性拟合，得到的拟合参数如表3所示。
表3
步骤S9.2：进一步对步骤S9.1中得到的截距值与浓度的关系曲线进行拟合，得到截距b(x)；
b(x)= 0.66664＋0.0022 x－1.91342 x 2
步骤S9.3：将斜率a与截距b(x)分别带入粘性修正系数与压力的线性关系式，可得到粘性修正系数C µ 关于压力P和灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)。
C µ (x,P)=4.27×10－4•P＋0.66664＋0.0022 x－1.91342 x 2
步骤S10：将流量系数均值与粘性修正系数函数带入理论方程，得到差压修正模型。
，
针对当前灭火剂浓度分析仪标定和测试局限于常压环境，飞行低压环境对浓度测试影响不明，本发明采取了相对简化的方法，引入修正系数统一描述动能、气体膨胀、气体非理想性、壁面滑移以及其他因素带来的复杂影响，对基于压差原理的灭火剂浓度分析仪构建耦合压力的浓度-差压模型，修正了压力对浓度测试的影响，提高了分析仪对飞行变压环境的适应性，为分析仪性能优化提供了理论指导。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，灭火剂浓度分析仪采用灭火剂浓度-差压模型获取所述差压值，其特征在于，所述差压值修正方法包括以下步骤：
步骤一、根据不同压力下灭火剂浓度分析仪的进口处各个浓度的被测灭火剂的质量流量Q m ，得到相应的一系列的流量系数C d ；
，
式中，Q m0为所述灭火剂浓度分析仪的理论质量流量；
步骤二、根据流量系数C d 对灭火剂浓度分析仪的理论差压值P d0进行修正，得到流量修正后的理论差压值：
，
步骤三、通过所述灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
步骤四、根据每个差压值P d 以及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数C µ ；
，
步骤五、通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数C µ ，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
步骤六、建立差压关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的灭火剂浓度-差压修正模型P d (x,P)，去替换所述灭火剂浓度-差压模型：
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪的内部限流元件孔径；为灭火剂浓度分析仪的内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d为毛细管内径；T 0 为滞止温度；μ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的被测灭火剂的动力粘度，γ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的气体比热比；M(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的分子质量；R c 为通用气体常数；
其中，理论差压值P d0为：
，
式中，μ为被测灭火剂的理论动力粘度，γ为理论气体比热比；M为理论分子质量。
2.如权利要求1所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，在步骤六中，如果忽略压力影响，则：
，
式中，c p1为纯组分灭火剂的定压比热容，c p2为载气的定压比热容；R为气体常数，表示为R c /M；M 1为纯组分灭火剂的摩尔质量，M 2为载气的摩尔质量；µ 1为纯组分灭火剂的动力粘度，µ 2为载气的动力粘度。
3.如权利要求1所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，在步骤五中，采用线性拟合得到关系式C µ (x,P)的方法包括以下步骤：
首先得到每个浓度下，被测灭火剂的粘性修正系数与压力的关系曲线，分别对其进行线性拟合；
C µ =a•P+b，
式中，a为线性拟合方程的斜率值；b为线性拟合方程的截距值；
对每个斜率值、截距值与相应浓度的关系曲线分别进行拟合，得到斜率a(x)与截距b(x)；
将斜率a(x)与截距b(x)分别带入粘性修正系数与压力的线性关系式，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)：
C µ (x,P)= a(x) •P+ b(x) 。
4.如权利要求1所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，理论质量流量Q m0为：
，
式中，P 0为滞止压力。
5.如权利要求4所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，滞止压力P 0近似为灭火剂浓度分析仪的进口灭火剂压力，滞止温度T 0近似为气流温度。
6.如权利要求1所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，被测灭火剂使用的是采用重量法配制的标准气体，为纯组分灭火剂与载气的二元混合气体，载气为空气或氮气。
7.一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值的修正装置，其采用如权利要求1至6中任意一项所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法，其特征在于，所述修正装置包括：
流量系数计算模块，其用于根据不同压力下灭火剂浓度分析仪的进口处各个浓度的被测灭火剂的质量流量Q m ，得到相应的一系列的流量系数C d ；
，
式中，Q m0为所述灭火剂浓度分析仪的理论质量流量；
理论差压值计算模块，其用于根据流量系数C d 对灭火剂浓度分析仪的理论差压值P d0进行修正，得到流量修正后的理论差压值：
，
差压值计算模块，其用于通过所述灭火剂浓度分析仪测得不同压力下各个浓度被测灭火剂的差压值P d ；
粘性修正系数计算模块，其用于根据每个差压值P d 以及相应的流量修正后的理论差压值，得到一系列的粘性修正系数C µ ；
，
关系式拟合模块，其用于通过拟合不同压力、不同浓度下的粘性修正系数C µ ，得到粘性修正系数C µ 关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的关系式C µ (x,P)；
修正模型建立模块，其用于建立差压关于被测灭火剂压力P和被测灭火剂体积浓度x的灭火剂浓度-差压修正模型P d (x,P)：
，
式中，d 0为灭火剂浓度分析仪的内部限流元件孔径；为灭火剂浓度分析仪的内部层流毛细管长度；n为毛细管数量；d为毛细管内径；T 0 为滞止温度；μ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的被测灭火剂的动力粘度，γ(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的气体比热比；M(x)为关于被测灭火剂体积浓度x的分子质量；R c 为通用气体常数；
其中，理论差压值P d0为：
，
式中，μ为被测灭火剂的理论动力粘度，γ为理论气体比热比；M为理论分子质量。
8.一种飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪，其特征在于，其针对差压值，采用了如权利要求1-6中任意一项所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法去修正。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行如权利要求1-6中任一项所述的飞机发动机舱灭火剂浓度分析仪的差压值修正方法的步骤。
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