火灾是影响飞机动力舱安全的重要因素之一,舱内火灾的抑制与消灭主要依靠飞机灭火系统完成,而气体灭火系统由于所具备的清洁高效性,应用最为成熟广泛。气体灭火系统有效性验证主要是通过探测灭火剂舱内的浓度分布实现,飞机灭火剂浓度测量技术是飞机灭火系统设计与适航验证的核心和关键,目前通过美国FAA适航认证的灭火剂浓度测量技术为基于压差原理的灭火剂浓度测量技术,它具有响应快、浓度探测范围宽、精度高的特点,然而由于技术壁垒的存在,缺乏对压差法浓度测量技术原理深入探究。本文将从理论分析出发,研发灭火剂浓度测量设备,并研究浓度测量过程中的重要影响因素,从而对压差法浓度测量技术较为全面的研究分析,为基于压差原理的灭火剂浓度测量设备研发提供技术支撑。论文的主要研究内容包括以下方面:建立了压差法灭火剂浓度测量技术理论模型,揭示了压差法浓度测量技术的探测机理。基于前人研究,推导建立了压差法物理模型,明确了模型中参数的物理意义,深入分析了温度参数、气体参数以及几何参数对测量性能的影响。温度波动的相对变化△T/T是压差波动的相对变化△Pd/Pd的两倍,提升温度对降低压差波动作用较小,降低温度波动是提高设备稳定性最有效方式;气体参数决定了压差随浓度变化的趋势,温度及几何参数只是起到放大作用;几何参数项的增大可增大压差并提高设备灵敏度,结合温度及气体参数项的研究,给出了几何参数项中各几何尺寸的取值范围,阐明了压差法浓度测量设备研发思路。研发了压差法灭火剂浓度测量设备,验证了理论模型的正确性,分析了测量设备传感特性。气体粘度的修正后,实验数据与理论值吻合,验证了压差法理论模型的正确性;同时,鉴于实际应用中准确的气体物性参数难以获得,文中建立了压差法的拟合模型实现对测量设备标定。分析了所研制测量设备的精度、稳定性、灵敏度以及响应/恢复时间。随着浓度的升高,灵敏度降低,精度降低;测量设备具备稳定性高、重复性好的特点,测量设备绝对误差不超过0.3%(0-30%),1%(30-100%),响应/恢复时间最低可小于0.1s,低浓度区域精度以及响应时间高于FAA公开报道的设备参数。研究分析了压差法浓度测量过程中重要影响因素。分析了测量设备限流结构喉口尺寸、采样尺寸以及温度和湿度对探测技术的影响。探测过程中灭火剂在测量设备中的流动过程分析,建立了迟滞时间模型,揭示了响应/恢复时间的变化规律,同一几何尺寸下恢复时间要长于响应时间,响应/恢复时间随着浓度升高而升高,响应/恢复时间随着限流结构喉口直径的增大以及采样管长度和内直径的减小而减小,响应/恢复时间最低可小于0.1s;温度对低浓度区域响应的影响是线性的,而高浓度区域为非线性的;湿度对测量设备响应值的影响很小。