[發明專利]一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法

在審

• 申請號: 201310746820.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104749558A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 劉武剛;劉振皓;王建民;李海波;張凱;顧海貝
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王朋

技術領域

本發明屬于撞擊碎片定位技術領域，具體涉及一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法。

背景技術

隨著人類空間活動的不斷增多，空間碎片環境變得更加復雜，空間碎片對航天器產生的威脅越來越嚴峻。為應對空間碎片產生的問題，研究人員開發了許多可搭載與航天器基于不同技術的實時監測技術，并研究了根據聲發射技術的感知方法。通常人們通過在外壁上安裝防護屏以達到保護航天器的目的，但也會帶來其他問題。空間碎片撞擊防護結構以后會產生碎片云，通過防護屏后繼續飛行直到撞擊在艙體上，艙體的破損會直接威脅到飛行器的安全運行、壽命和安全，因此需要基于聲發射的空間碎片云撞擊源定位報道。目前，尚未有基于聲發射的空間碎片云撞擊源定位方法的報道。

發明內容

本發明的目的提供一種能夠基于聲發射進行空間碎片云撞擊源定位的基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法。

本發明是這樣實現的：

一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法，包括如下步驟：

第一步：測量靶板中的聲發射波速；

第二步：獲得碎片云撞擊聲發射信號；

第三步：計算傳感器陣列定位時差；

第四步：計算碎片云撞擊源定位結果。

如上所述的測量靶板中的聲發射波速步驟，將采集碎片云撞擊產生的聲發射信號的傳感器以一定的直線間距通過耦合劑固定在靶板上，通過斷鉛試驗或者槍擊試驗獲得信號中的S0模態的傳播速度，以這個速度作為碎片云定位時的波傳播速度。

如上所述的測量靶板中的聲發射波速步驟，所述的直線間距為100mm。

如上所述的獲得碎片云撞擊聲發射信號步驟，將聲發射信號傳感器以一定的陣列布置方式通過夾具裝置固定在靶板上；當碎片云撞擊到靶板上時，在靶板中產生聲發射波動，傳感器采集碎片云撞擊聲發射信號。

如上所述的獲得碎片云撞擊聲發射信號步驟，所述的傳感器布置方式，具體是指四個聲發射信號傳感器中的第一個和第二個沿豎直方向放置，兩個聲發射信號傳感器幾何中心的間距為400mm，第三個和第四個聲發射信號傳感器沿水平方向放置，兩個聲發射信號傳感器幾何中心的間距為300mm；第一個和第二個聲發射信號傳感器V182幾何中心連線的中心位置與第一個和第二個聲發射信號傳感器V182幾何中心連線的中心位置重合。

如上所述的計算傳感器陣列定位時差步驟，對第二步中所采集到的碎片云撞擊聲發射信號進行處理，設定門檻值提取S0模態對應的聲發射波動到達時間，并計算各個傳感器的時差，作為碎片云撞擊定位算法所用的時差。

如上所述的計算碎片云撞擊源定位結果步驟，將第一步得到的聲發射波速和第三步中所得到的傳感器陣列定位時差，應用撞擊源定位計算算法計算碎片云撞擊靶板的撞擊中心的位置。

如上所述的計算碎片云撞擊源定位結果步驟中，撞擊源定位計算算法選用過門檻時差法或波陣面法。

本發明的有益效果是：

本發明采用測量靶板中的聲發射波速、獲得碎片云撞擊聲發射信號、計算傳感器陣列定位時差和計算碎片云撞擊源定位結果步驟，實現了基于聲發射進行空間碎片云撞擊源定位。

附圖說明

圖1是本發明的一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法進行具體介紹：

如圖1所示，一種基于聲發射的碎片云撞擊源定位方法，包括如下步驟：

第一步：測量靶板中的聲發射波速

將采集碎片云撞擊產生的聲發射信號的傳感器V182以一定的直線間距通過耦合劑固定在靶板上，通過斷鉛試驗或者槍擊試驗獲得信號中的S0模態的傳播速度，以這個速度作為碎片云定位時的波傳播速度。在本實施例中，一定的直線間距定為100mm。斷鉛試驗或者槍擊試驗為現有技術。V182為美國泛美公司所生產的一種測量撞擊所用的傳感器，可從市場上購得。S0模態用于定位時差計算的來源，是指板波的第一階對稱模態。

第二步：獲得碎片云撞擊聲發射信號