空速管和大气数据测试仪泄漏测试要点

空速管和大气数据测试仪泄漏测试要点

绝热过程是所有从事空速管和大气数据测试进行泄漏测试工作的人都可能遇到的现象。通常情况下，我们并没有意识到这一点，而是误以为系统中存在泄漏。绝热过程是指在封闭系统中增加压力时，会导致压力介质温度上升的物理现象。当停止加压时，介质温度下降，进而引起压力降低——因此，这的确看似是系统出现了泄漏。有许多关于绝热过程的深入、复杂的物理或数学解释。

绝热过程是一种热力学变化，在此过程中，系统和其周围环境之间不交换热量。对于经历绝热过程的理想气体，适用热力学First定律，即能量守恒定律。压力、体积和温度之间的关系公式，这些变量是如何相互依赖的。理想气体状态方程说明了压力（P）、体积（V）和温度（T）之间的关系是恒定的。公式如下：

P = 压力  V = 体积  T = 温度   k = 常数

这个公式帮助我们了解，当比较同一压力系统在不同压力条件下的状态时，我们可以使用另一种形式的公式来描述。这可以视为代表我们的压力校准系统，该系统有一个固定的封闭体积。公式的两边分别代表系统的两个不同阶段：一个是低压，另一个是高压。通过这个公式，我们了解到，由于压力校准系统的体积保持不变，如果压力发生变化，则温度也必须发生变化，反之亦然。

因此，无论是增加还是减少压力，绝热过程都会发生。您改变压力的速度越快，介质的温度变化就越大，可观察到的效应也就越明显。如果您稍等片刻，介质温度将稳定至环境温度，绝热过程的影响也就不再明显。这是理解绝热效应的关键。

绝热过程是什么，以及它在空速管和大气数据测试仪等压力校准中的重要性。下面继续我们的讨论详细介绍如何区分绝热过程和泄漏，以及实用的策略和技巧，来避免绝热过程对校准准确性的潜在影响。我们还将探讨选择合适的压力介质对减少绝热效应的重要性。
如何判断是绝热过程还是泄漏？
绝热过程与泄漏的主要区别在于，绝热过程引起的压力下降起初较大，随后减缓并稳定。泄漏导致的压力下降则是持续且线性的。下图展示了两者的区别：

图中可见，绝热过程引起的压力下降起初迅速，但随后减缓并稳定（红线），而泄漏导致的压力下降则是线性的（蓝线）。
在空速挂和大气数据测试仪测试过程中，如何才能避免绝热过程？
1、缓慢增压：缓慢改变压力是减轻绝热效应的一种简单方法。这样做可以让介质有更多时间达到与环境相同的温度，从而减少任何暂时的温度变化。实际操作中，如果大气数据测试仪使用较小的升降速率逐步增加压力，并逐个通过校准点，这通常已足够缓慢并能避免绝热过程的显现。如果大气数据测试仪采用很大的升降速率，则肯定会观察到绝热过程的影响。
2、等待和静置：调整压力后，请留出一些时间让其温度稳定。一般来说，一两分钟应该足够。这样能使介质中的任何温度变化与周围环境达到平衡，压力也会相应稳定。
3、压力介质：这主要是因为气体更易压缩，压力增加会使气体分子更紧密地聚集，而在气体中进行的工作转化为能量，产生热量。此外，气体或空气的热传导率低于液体，导致气体中的热量传递较少。

4、增加外接体积：很大限度地减少温度影响的很佳方法是增加一些外部体积。当大气数据测试仪连接到飞机时，内部连接软管和飞机内部管道的体积通常足够大，可以认为是足够的外部体积。当在工作台上使用大气数据测试仪，并连接到体积非常小的被测仪器时，可能需要向系统中（在输出和被测设备之间）添加约500 ml的外接体积。这种额外的外部体积在两个方面有帮助：a）由于体积在单元外部，因此不受测试仪内部空气变暖的影响，温度效应显著降低；b） 添加体积总是会降低泄漏率：如果大气数据测试仪内部体积约为70ml。通过在外部添加500ml，泄漏率除以570/70=8.14。因此，如果大气数据测试仪带盖端口的“真实”泄漏率为0.010英寸汞柱/分钟（10英寸汞柱时），则当添加500毫升外部体积时，泄漏率将降至0.010/8.14=0.0012英寸汞柱/min。在1st分钟内（端口有盖），如果观察到的泄漏率为0.030英寸汞柱/分钟（由于温度效应），额外的外部体积将使其降至0.030/8.14=0.0037英寸汞柱/min。

空速管和大气数据测试仪泄漏测试结论：我们经常接到关于空速管和大气数据测试仪可能存在泄漏的咨询，但在大多数情况下，结果发现是绝热过程造成了用户的误解。理解绝热过程及其对校准压力泵的影响至关重要，这有助于用户避免错误地诊断问题。通过以适度的速度改变压力，并允许足够的时间进行稳定，您可以获得更准确和一致的测量结果。

为什么要在飞机上用大气数据测试仪测试空速管呢？我们测试它是为了避免飞行员和副驾驶在各自的仪表显示器上看到两种不同的气压高度Hp、校准空速CAS和升降速等飞行参数和确保飞行器的大气数据系统不泄漏。为此，在空速管上安装皮托管测试适配器，将静压适配器连接到飞机静压口，然后将空速管测试适配器连接到大气数据测试仪，对飞行器大气数据系统加压。

1、把大气数据测试仪上的静压Ps和全压Pt管路分别与空速管测试适配器上Ps和Pt接口分别相连接。注意：Ps和Pt压力接口切勿接反！

2、由于空速管夹具上Ps和Pt压力接口端面上带O型圈，用手拧紧后，无需使用扳手拧，否则拧坏O型圈影响密封效果。

3、按照飞机维修手册AMM上规定的高度和空速测试点，用大气数据测试仪来检查高度表、空速表、大气数据计算机等航空仪表的精度。

4、按照飞机维修AMM手册规定内容进行飞机全静压系统气密性检查。