CN116560264B - 一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法 - Google Patents

一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、确定喷枪在喷漆机库中所处位置;S2、根据喷枪流量确定喷漆作业控制区范围半径;S3、根据喷枪位置和流量信号确定送排风口位置及范围个数;S4、根据喷漆作业控制区风速信号确定喷漆作业控制区送风量。通过控制作业区的气流速度参数,利用污染物的高斯分布特性,在实际喷漆过程中,精确的控制VOCs浓度区域同时可有效降低系统整体风量,通过精准跟随喷枪位置,以喷枪污染物释放速率、作业区气流速度等核心参数作为控制条件,调整送排风口的数量、位置以及整体系统通风量,达到以更小的风量满足喷漆通风要求的目的,进而有效降低系统运行能耗。

Description

一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法
技术领域
本发明涉及室内空气环境污染监测及通风排污的技术领域,具体来说,涉及一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法。
背景技术
近几十年来,航空业发展迅速。随着商用飞机数量的增长,未来飞机维修行业体量将出现可预见的增加。飞机维修的一个重要环节是褪漆和喷漆,以保证飞机机身材料的完整性,使其免受腐蚀,延长使用寿命。尽管在大部分喷涂行业已经实现了自动化,但由于飞机工件体积大,目前自动化喷漆程度仍然较低,整个过程仍以人工为主。根据相关资料,一架波音空客A320飞机每次喷涂工作将消耗484公斤油漆,相当于大约194辆汽车所需的油漆量,因此其喷漆过程中产生的VOCs等污染物的量也十分可观,这使得人们对喷漆机库通风系统的排污要求极高。
根据相关规范要求,喷漆过程采用直流系统因此系统整体能耗较大。为了降低系统装机量和运行能耗,目前常用做法是对飞机喷漆进行大区分区控制,尽管通过分区有效降低了整机通风量,但通风量根据不同机型仍需200000~600000m3/h不等,该值仍然非常可观。
根据现有理论分析和数值模拟结果显示,以喷枪出口为中心,周围区域的VOCs浓度分布满足高斯分布规律。即在靠近喷枪出口区域,污染物浓度大且随距离增加浓度衰减也快;远离喷枪出口区域,污染物浓度较小且随距离增加浓度衰减也慢。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,能够解决上述问题。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,包括以下步骤:
S1、确定喷枪在喷漆机库中所处位置;
S1.1、在喷漆机库内放置位置坐标固定的激光跟踪仪;
S1.2、在喷枪的出口喷嘴处镀银,其对激光有很高的反射率;
S1.3、激光跟踪仪的跟踪头向喷漆机库内发射特定频率的激光,被激光辐射到的喷枪会将激光反射回跟踪头,反射回激光的方向偏转且强度和频率发生改变;
S1.4、激光跟踪仪根据反射回激光的方向、强度和频率,测算出喷枪与跟踪头的距离和水平、垂直方向偏转角,以确定喷枪坐标;
S1.5、喷枪移动时,跟踪头调整光束方向对准喷枪;
S1.6、激光跟踪仪的激光信号处理传感器将坐标转换为模拟信号并上传;
S2、根据喷枪流量确定喷漆作业控制区范围半径;
S2.1、在喷枪出口管段上安装流量探测器,对喷枪出口油漆流量进行实时监测,流量探测器中的传感器将其探测得到流量数据转换为模拟信号并上传;
S2.2、根据喷枪出口流量计算出喷漆作业控制区范围半径,建立喷枪出口释放的VOCs的浓度扩散模型:
假设喷枪出口点坐标为(x0,y0,z0),通过理论分析和计算拟合得出VOCs在空气中沿任意一条经过喷枪出口点直线的浓度分布满足高斯分布,即得到喷枪出口释放的VOCs在空气中的浓度扩散数学模型:
式中,c为喷漆机库中某点的VOCs浓度值,单位为mg/m3;Q为VOCs在喷枪出口释放源强度,单位为kg/s;D为扩散系数,单位为m2/s;m为喷漆机库内p点(xp,yp,zp)到喷枪出口点(x0,y0,z0)的距离,单位为m;
其中,VOCs在喷枪出口释放源强度Q与喷枪出口油漆流量的关系式为:
Q=ω·M (2)
式中,M为喷枪出口油漆流量,单位为kg/s;ω为油漆中VOCs质量占油漆总质量的比值,油漆种类不同该值不同;
将(2)代入(1)中得,当喷枪出口油漆流量为M时,喷漆机库中任意点p(xp,yp,zp)的VOCs浓度值为:
将喷漆作业控制区边界VOCs浓度限值(根据不同污染物设定不同的符合要求的限值)代入式(3)可算出对应的扩散距离R,即为喷漆作业控制区范围半径;
S2.3、喷漆作业时,在离喷枪出口的R半径范围内,喷漆工人应着严密防护,其余人员禁止进入,同时采用通风措施降低VOCs浓度;
S3、根据喷枪位置和流量信号确定送排风口位置及范围个数;
S3.1、将实时监测到的喷枪位置和流量的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有送风口位置和数量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器A;
S3.2、执行器A打开喷漆作业控制区上方对应的所有送风口阀门,关闭其他送风阀门,开始送风;
S3.3、执行器A打开喷漆作业控制区下方对应的所有排风口阀门,关闭其他排风阀门,开始排风;
S4、根据喷漆作业控制区风速信号确定喷漆作业控制区送风量;
S4.1、令通风系统以设定的初始送风速度送风;
S4.2、绑定在喷漆工人上的风速探测器对喷漆作业控制区风速进行实时监测,风速探测器中传感器将其转换为模拟信号;
S4.3、将实时监测到的喷漆作业控制区风速的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有修正送风量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器B;
S4.4、执行器B改变送风机变频通风次数,修正喷漆作业控制区送风量。
进一步的,所述步骤S1.1中喷漆机库内激光跟踪仪具体设置过程为:
沿喷漆机库中轴线将喷漆机库和飞机分为两侧,在喷漆机库两侧各放置一个激光跟踪仪,两个激光跟踪仪为沿喷漆机库中轴线对称布置。
进一步的,所述步骤S3中喷漆机库内送排风口具体设置过程为:
送风口选择圆形多孔喷口,两相邻风口距离为2米,风口布置在喷漆机库屋面网架内并布满飞机定位平面投影区域,送风保持一定扩散角度,确保送风能均匀覆盖全部喷漆作业控制区,每个送风口上方送风支管内均设置送风阀,控制器能直接控制阀门开闭;
每个送风口在地面投影位置处设置方形百叶排风口,排风地沟将各排风口连接,每个排风口下方排风支地沟内均设置排风阀,控制器能直接控制阀门开闭。
进一步的,所述步骤S4.1中设定以某一初始送风速度送风的具体设置过程为:
考虑规范要求和送风射流自身速度衰减,设置送风口初始送风速度为0.8m/s。
进一步的,所述步骤S4.3根据喷漆作业控制区风速信号修正喷漆作业控制区送风量的具体设置过程为:
S4.3.1、选取喷漆作业控制区风速v作为特征值,该特征值构成一条一维数轴;
增大送风量、维持送风量和减小送风量在数轴中的分布边界,称作分区函数,分区函数即为决策函数,提出决策函数的表达式:
e1(x)=a1x+b1
e2(x)=a2x+b2
式中:x为喷漆作业控制区风速v;a1,a2分别为权重系数,决定决策函数的斜率;b1、b2分别为偏差值,为决策函数的截距;
S4.3.2、利用决策函数,将喷漆作业控制区风速分为三部分:
增大送风量所对应区域是e1(x)<0;
维持送风量所对应区域是e1(x)>0∩e2(x)<;
减小送风量所对应区域是e2(x)>0;
将e1(x)<和e2(x)>0对应区域调整至e1(x)>0∩e2(x)<0即可修正送风量。
进一步的,所述激光跟踪仪为中图仪器CHOTEST。
进一步的,所述流量探测器为青天特克CQTLD电磁流量计。
进一步的,所述风速探测器为优利德UT363数字风速计。
进一步的,所述控制器为西门子SIMATICS7-1500。
进一步的,所述执行器A为送风阀和排风阀,所述执行器B为变频风机,两执行器的供电方式均为380V的交流电源。
本发明的有益效果为:本发明通过控制作业区的气流速度参数,利用污染物的高斯分布特性,在实际喷漆过程中,精确的控制VOCs浓度区域同时可有效降低系统整体风量,通过精准跟随喷枪位置,以喷枪污染物释放速率、作业区气流速度等核心参数作为控制条件,调整送排风口的数量、位置以及整体系统通风量,达到以更小的风量满足喷漆通风要求的目的,进而有效降低系统运行能耗。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的系统图;
图2是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的通风联动控制系统控制流程图;
图3是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆机库内激光跟踪仪位置前视图;
图4是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆机库内激光跟踪仪位置俯视图;
图5是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆作业控制区与非喷漆作业控制区划分示意图;
图6是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆机库内送风口平面布置图;
图7是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆机库内排风口平面布置图;
图8是根据本发明实施例所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法的喷漆作业控制区风速类别划分图。
图中:1、喷漆机库;2、激光跟踪仪;3、进排风机房;4、喷漆作业控制区;5、喷枪;6、非喷漆作业控制区。
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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-8所示,本发明实施例所述的种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,包括以下步骤:
S1、确定喷枪5在喷漆机库1中所处位置;
S1.1、在喷漆机库1内放置位置坐标固定的激光跟踪仪2;
S1.2、在喷枪5的出口喷嘴处镀银,其对激光有很高的反射率;
S1.3、激光跟踪仪2的跟踪头向喷漆机库1内发射特定频率的激光,被激光辐射到的喷枪5会将激光反射回跟踪头,反射回激光的方向偏转且强度和频率发生改变;
S1.4、激光跟踪仪2根据反射回激光的方向、强度和频率,测算出喷枪5与跟踪头的距离和水平、垂直方向偏转角,以确定喷枪5坐标;
S1.5、喷枪5移动时,跟踪头调整光束方向对准喷枪5;
S1.6、激光跟踪仪2的激光信号处理传感器将坐标转换为模拟信号并上传;
S2、根据喷枪5流量确定喷漆作业控制区4范围半径;
S2.1、在喷枪5出口管段上安装流量探测器,对喷枪5出口油漆流量进行实时监测,流量探测器中的传感器将其探测得到流量数据转换为模拟信号并上传;
S2.2、根据喷枪5出口流量计算出喷漆作业控制区4范围半径,建立喷枪5出口释放的VOCs的浓度扩散模型:
假设喷枪5出口点坐标为(x0,y0,z0),通过理论分析和计算拟合得出VOCs在空气中沿任意一条经过喷枪5出口点直线的浓度分布满足高斯分布,即得到喷枪5出口释放的VOCs在空气中的浓度扩散数学模型:
式中,c为喷漆机库1中某点的VOCs浓度值,单位为mg/m3;Q为VOCs在喷枪5出口释放源强度,单位为kg/s;D为扩散系数,单位为m2/s;m为喷漆机库1内p点(xp,yp,zp)到喷枪5出口点(x0,y0,z0)的距离,单位为m;
其中,VOCs在喷枪5出口释放源强度Q与喷枪5出口油漆流量的关系式为:
Q=ω·M (2)
式中,M为喷枪5出口油漆流量,单位为kg/s;ω为油漆中VOCs质量占油漆总质量的比值,油漆种类不同该值不同;
将(2)代入(1)中得,当喷枪5出口油漆流量为M时,喷漆机库1中任意点p(xp,yp,zp)的VOCs浓度值为:
将喷漆作业控制区4边界VOCs浓度限值(根据不同污染物设定不同的符合要求的限值)代入式(3)可算出对应的扩散距离R,即为喷漆作业控制区4范围半径;
S2.3、喷漆作业时,在离喷枪5出口的R半径范围内,喷漆工人应着严密防护,其余人员禁止进入,同时采用通风措施降低VOCs浓度;
S3、根据喷枪5位置和流量信号确定送排风口位置及范围个数;
S3.1、将实时监测到的喷枪5位置和流量的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有送风口位置和数量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器A;
S3.2、执行器A打开喷漆作业控制区4上方对应的所有送风口阀门,关闭其他送风阀门,开始送风;
S3.3、执行器A打开喷漆作业控制区4下方对应的所有排风口阀门,关闭其他排风阀门,开始排风;
S4、根据喷漆作业控制区4风速信号确定喷漆作业控制区4送风量;
S4.1、令通风系统以设定的初始送风速度送风;
S4.2、绑定在喷漆工人上的风速探测器对喷漆作业控制区4风速进行实时监测,风速探测器中传感器将其转换为模拟信号;
S4.3、将实时监测到的喷漆作业控制区4风速的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有修正送风量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器B;
S4.4、执行器B改变送风机变频通风次数,修正喷漆作业控制区4送风量。
在本发明的一个具体实施例中,如图6、7所示,所述步骤S3中喷漆机库1内送排风口具体设置过程为:
送风口选择圆形多孔喷口,两相邻风口距离为2米,风口布置在喷漆机库1屋面网架内并布满飞机定位平面投影区域,送风保持一定扩散角度,确保送风能均匀覆盖全部喷漆作业控制区4,每个送风口上方送风支管内均设置送风阀,控制器能直接控制阀门开闭;
每个送风口在地面投影位置处设置方形百叶排风口,排风地沟将各排风口连接,每个排风口下方排风支地沟内均设置排风阀,控制器能直接控制阀门开闭。
在本发明的一个具体实施例中,所述步骤S4.1中设定以某一初始送风速度送风的具体设置过程为:
考虑规范要求和送风射流自身速度衰减,设置送风口初始送风速度为0.8m/s。
在本发明的一个具体实施例中,如图8所示,所述步骤S4.3根据喷漆作业控制区4风速信号修正喷漆作业控制区4送风量的具体设置过程为:
S4.3.1、选取喷漆作业控制区4风速v作为特征值,该特征值构成一条一维数轴;
增大送风量、维持送风量和减小送风量在数轴中的分布边界,称作分区函数,分区函数即为决策函数,提出决策函数的表达式:
e1(x)=a1x+b1
e2(x)=a2x+b2
式中:x为喷漆作业控制区4风速v;a1,a2分别为权重系数,决定决策函数的斜率;b1、b2分别为偏差值,为决策函数的截距;
S4.3.2、利用决策函数,将喷漆作业控制区4风速分为三部分:
增大送风量所对应区域是e1(x)<0;
维持送风量所对应区域是e1(x)>0∩e2(x)<0;
减小送风量所对应区域是e2(x)>0;
将e1(x)<0和e2(x)>0对应区域调整至e1(x)>0∩e2(x)<0即可修正送风量。
在本发明的一个具体实施例中,所述激光跟踪仪2为中图仪器CHOTEST。
在本发明的一个具体实施例中,所述流量探测器为青天特克CQTLD电磁流量计。
在本发明的一个具体实施例中,所述风速探测器为优利德UT363数字风速计。
在本发明的一个具体实施例中,所述控制器为西门子SIMATICS7-1500。
在本发明的一个具体实施例中,所述执行器A为送风阀和排风阀,所述执行器B为变频风机,两执行器的供电方式均为380V的交流电源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、确定喷枪在喷漆机库中所处位置;
S1.1、在喷漆机库内放置位置坐标固定的激光跟踪仪;
S1.2、在喷枪的出口喷嘴处镀银,其对激光有很高的反射率;
S1.3、激光跟踪仪的跟踪头向喷漆机库内发射特定频率的激光,被激光辐射到的喷枪会将激光反射回跟踪头,反射回激光的方向偏转且强度和频率发生改变;
S1.4、激光跟踪仪根据反射回激光的方向、强度和频率,测算出喷枪与跟踪头的距离和水平、垂直方向偏转角,以确定喷枪坐标;
S1.5、喷枪移动时,跟踪头调整光束方向对准喷枪;
S1.6、激光跟踪仪的激光信号处理传感器将坐标转换为模拟信号并上传;
S2、根据喷枪流量确定喷漆作业控制区范围半径;
S2.1、在喷枪出口管段上安装流量探测器,对喷枪出口油漆流量进行实时监测,流量探测器中的传感器将其探测得到流量数据转换为模拟信号并上传;
S2.2、根据喷枪出口流量计算出喷漆作业控制区范围半径,建立喷枪出口释放的VOCs的浓度扩散模型:
假设喷枪出口点坐标为(x0,y0,z0),通过理论分析和计算拟合得出VOCs在空气中沿任意一条经过喷枪出口点直线的浓度分布满足高斯分布,即得到喷枪出口释放的VOCs在空气中的浓度扩散数学模型:
式中,c为喷漆机库中某点的VOCs浓度值,单位为mg/m3;Q为VOCs在喷枪出口释放源强度,单位为kg/s;D为扩散系数,单位为m2/s;m为喷漆机库内p点(xp,yp,zp)到喷枪出口点(x0,y0,z0)的距离,单位为m;
其中,VOCs在喷枪出口释放源强度Q与喷枪出口油漆流量的关系式为:
Q=ω·M (2)
式中,M为喷枪出口油漆流量,单位为kg/s;ω为油漆中VOCs质量占油漆总质量的比值,油漆种类不同该值不同;
将(2)代入(1)中得,当喷枪出口油漆流量为M时,喷漆机库中任意点p(xp,yp,zp)的VOCs浓度值为:
将喷漆作业控制区边界VOCs浓度限值代入式(3)可算出对应的扩散距离m,即为喷漆作业控制区范围半径;
S2.3、喷漆作业时,在离喷枪出口的m半径范围内,喷漆工人应着严密防护,其余人员禁止进入,同时采用通风措施降低VOCs浓度;
S3、根据喷枪位置和流量信号确定送排风口位置及范围个数;
S3.1、将实时监测到的喷枪位置和流量的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有送风口位置和数量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器A;
S3.2、执行器A打开喷漆作业控制区上方对应的所有送风口阀门,关闭其他送风阀门,开始送风;
S3.3、执行器A打开喷漆作业控制区下方对应的所有排风口阀门,关闭其他排风阀门,开始排风;
S4、根据喷漆作业控制区风速信号确定喷漆作业控制区送风量;
S4.1、令通风系统以设定的初始送风速度送风;
S4.2、绑定在喷漆工人上的风速探测器对喷漆作业控制区风速进行实时监测,风速探测器中传感器将其转换为模拟信号;
S4.3、将实时监测到的喷漆作业控制区风速的模拟信号,经过模数转换器转换为对应的数字信号,将数字信号传送给控制器,控制器经过运算得出包含有修正送风量信息的数字信号,控制器再将该数字信号,经过数模转换器转换成模拟信号,传达给执行器B;
S4.4、执行器B改变送风机变频通风次数,修正喷漆作业控制区送风量。
2.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:
所述步骤S1.1中喷漆机库内激光跟踪仪具体设置过程为:
沿喷漆机库中轴线将喷漆机库和飞机分为两侧,在喷漆机库两侧各放置一个激光跟踪仪,两个激光跟踪仪为沿喷漆机库中轴线对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:
所述步骤S3中喷漆机库内送排风口具体设置过程为:
送风口选择圆形多孔喷口,两相邻风口距离为2米,风口布置在喷漆机库屋面网架内并布满飞机定位平面投影区域,送风保持一定扩散角度,确保送风能均匀覆盖全部喷漆作业控制区,每个送风口上方送风支管内均设置送风阀,控制器能直接控制阀门开闭;
每个送风口在地面投影位置处设置方形百叶排风口,排风地沟将各排风口连接,每个排风口下方排风支地沟内均设置排风阀,控制器能直接控制阀门开闭。
4.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:
所述步骤S4.1中设定以某一初始送风速度送风的具体设置过程为:
考虑规范要求和送风射流自身速度衰减,设置送风口初始送风速度为0.8m/s。
5.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:
所述步骤S4.3根据喷漆作业控制区风速信号修正喷漆作业控制区送风量的具体设置过程为:
S4.3.1、选取喷漆作业控制区风速v作为特征值,该特征值构成一条一维数轴;
增大送风量、维持送风量和减小送风量在数轴中的分布边界,称作分区函数,分区函数即为决策函数,提出决策函数的表达式:
e1(x)=a1x+b1
e2(x)=a2x+b2
式中:x为喷漆作业控制区风速v;a1,a2分别为权重系数,决定决策函数的斜率;b1、b2分别为偏差值,为决策函数的截距;
S4.3.2、利用决策函数,将喷漆作业控制区风速分为三部分:
增大送风量所对应区域是e1(x)<0;
维持送风量所对应区域是e1(x)>0∩e2(x)<0;
减小送风量所对应区域是e2(x)>0;
将e1(x)<0和e2(x)>0对应区域调整至e1(x)>0∩e2(x)<0即可修正送风量。
6.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:所述激光跟踪仪为中图仪器CHOTEST。
7.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:所述流量探测器为青天特克CQTLD电磁流量计。
8.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:所述风速探测器为优利德UT363数字风速计。
9.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:所述控制器为西门子SIMATICS7-1500。
10.根据权利要求1所述的一种飞机喷漆作业控制区在线监测及通风联动控制方法,其特征在于:所述执行器A为送风阀和排风阀,所述执行器B为变频风机,两执行器的供电方式均为380V的交流电源。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357942A1 (fr) * 1976-07-09 1978-02-03 Renault Procede d'apprentissage pour robot et appareil en faisant application
JPS63173102A (ja) * 1987-01-13 1988-07-16 Hitachi Ltd 加工品質管理方法及び装置
US5315306A (en) * 1993-07-30 1994-05-24 Hughes Aircraft Company Spray paint monitoring and control using doppler radar techniques
EP2265743A2 (en) * 2008-02-28 2010-12-29 ISIS Innovation Limited Transparent conducting oxides
KR101186895B1 (ko) * 2011-10-28 2012-10-02 유림건설(주) 분사영역 표시 및 거리측정 가능한 도장 스프레이건
CN104907208A (zh) * 2015-06-27 2015-09-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种喷漆机器人的计算机控制系统
CN106527238A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 吉林省天大精益智能制造技术有限公司 基于云计算的汽车智能喷漆系统
CN115373330A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 羽航科技发展(北京)有限公司 一种用于喷漆机库的环境智能控制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11137163B2 (en) * 2019-07-16 2021-10-05 Airthinx, Inc Environment monitoring and management systems and methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2357942A1 (fr) * 1976-07-09 1978-02-03 Renault Procede d'apprentissage pour robot et appareil en faisant application
JPS63173102A (ja) * 1987-01-13 1988-07-16 Hitachi Ltd 加工品質管理方法及び装置
US5315306A (en) * 1993-07-30 1994-05-24 Hughes Aircraft Company Spray paint monitoring and control using doppler radar techniques
EP2265743A2 (en) * 2008-02-28 2010-12-29 ISIS Innovation Limited Transparent conducting oxides
KR101186895B1 (ko) * 2011-10-28 2012-10-02 유림건설(주) 분사영역 표시 및 거리측정 가능한 도장 스프레이건
CN104907208A (zh) * 2015-06-27 2015-09-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种喷漆机器人的计算机控制系统
CN106527238A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 吉林省天大精益智能制造技术有限公司 基于云计算的汽车智能喷漆系统
CN115373330A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 羽航科技发展(北京)有限公司 一种用于喷漆机库的环境智能控制系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
某家具厂喷漆作业场所有害气体通风防护措施分析与建议;王兴春;王建锋;谢景欣;;环境与职业医学(第10期);全文 *
王兴春 ; 王建锋 ; 谢景欣 ; .某家具厂喷漆作业场所有害气体通风防护措施分析与建议.环境与职业医学.2013,(第10期),全文. *

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