一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法技术

本发明专利技术属于撞击碎片定位技术领域，具体涉及一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法，目的是提供一种能够基于声发射进行空间碎片云撞击源定位的方法。本发明专利技术包括测量靶板中的声发射波速、获得碎片云撞击声发射信号、计算传感器阵列定位时差和计算碎片云撞击源定位结果四个步骤。本发明专利技术采用测量靶板中的声发射波速、获得碎片云撞击声发射信号、计算传感器阵列定位时差和计算碎片云撞击源定位结果步骤，实现了基于声发射进行空间碎片云撞击源定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于撞击碎片定位
，具体涉及。
技术介绍
随着人类空间活动的不断增多，空间碎片环境变得更加复杂，空间碎片对航天器产生的威胁越来越严峻。为应对空间碎片产生的问题，研究人员开发了许多可搭载与航天器基于不同技术的实时监测技术，并研究了根据声发射技术的感知方法。通常人们通过在外壁上安装防护屏以达到保护航天器的目的，但也会带来其他问题。空间碎片撞击防护结构以后会产生碎片云，通过防护屏后继续飞行直到撞击在舱体上，舱体的破损会直接威胁到飞行器的安全运行、寿命和安全，因此需要基于声发射的空间碎片云撞击源定位报道。目前，尚未有基于声发射的空间碎片云撞击源定位方法的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种能够基于声发射进行空间碎片云撞击源定位的基于声发射的碎片云撞击源定位方法。本专利技术是这样实现的:，包括如下步骤:第一步:测量祀板中的声发射波速；第二步:获得碎片云撞击声发射信号；第三步:计算传感器阵列定位时差；第四步:计算碎片云撞击源定位结果。如上所述的测量靶板中的声发射波速步骤，将采集碎片云撞击产生的声发射信号的传感器以一定的直线间距通过耦合剂固定在靶板上，通过断铅试验或者枪击试验获得信号中的SO模态的传播速度，以这个速度作为碎片云定位时的波传播速度。如上所述的测量靶板中的声发射波速步骤，所述的直线间距为100mm。如上所述的获得碎片云撞击声发射信号步骤，将声发射信号传感器以一定的阵列布置方式通过夹具装置固定在靶板上；当碎片云撞击到靶板上时，在靶板中产生声发射波动，传感器米集碎片云撞击声发射信号。如上所述的获得碎片云撞击声发射信号步骤，所述的传感器布置方式，具体是指四个声发射信号传感器中的第一个和第二个沿竖直方向放置，两个声发射信号传感器几何中心的间距为400mm，第三个和第四个声发射信号传感器沿水平方向放置，两个声发射信号传感器几何中心的间距为300mm ;第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置与第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置重合。如上所述的计算传感器阵列定位时差步骤，对第二步中所采集到的碎片云撞击声发射信号进行处理，设定门槛值提取SO模态对应的声发射波动到达时间，并计算各个传感器的时差，作为碎片云撞击定位算法所用的时差。如上所述的计算碎片云撞击源定位结果步骤，将第一步得到的声发射波速和第三步中所得到的传感器阵列定位时差，应用撞击源定位计算算法计算碎片云撞击靶板的撞击中心的位置。如上所述的计算碎片云撞击源定位结果步骤中，撞击源定位计算算法选用过门槛时差法或波阵面法。本专利技术的有益效果是:本专利技术采用测量靶板中的声发射波速、获得碎片云撞击声发射信号、计算传感器阵列定位时差和计算碎片云撞击源定位结果步骤，实现了基于声发射进行空间碎片云撞击源定位。【附图说明】图1是本专利技术的流程图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术的进行具体介绍:如图1所示，，包括如下步骤:第一步:测量靶板中的声发射波速将米集碎片云撞击产生的声发射信号的传感器V182以一定的直线间距通过I禹合剂固定在靶板上，通过断铅试验或者枪击试验获得信号中的SO模态的传播速度，以这个速度作为碎片云定位时的波传播速度。在本实施例中，一定的直线间距定为100mm。断铅试验或者枪击试验为现有技术。V182为美国泛美公司所生产的一种测量撞击所用的传感器，可从市场上购得。SO模态用于定位时差计算的来源，是指板波的第一阶对称模态。第二步:获得碎片z?撞击声发射信号将声发射信号传感器V182以一定的阵列布置方式通过夹具装置固定在靶板上。当碎片云撞击到靶板上时，在靶板中产生声发射波动，传感器采集碎片云撞击声发射信号。在本实施例中，一种传感器布置方式如下:四个声发射信号传感器V182中的第一个和第二个沿竖直方向放置，两个声发射信号传感器V182几何中心的间距为400mm，第三个和第四个声发射信号传感器V182沿水平方向放置，两个声发射信号传感器V182几何中心的间距为300mm。第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置与第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置重合。第三步:计算传感器阵列定位时差对第二步中所采集到的碎片云撞击声发射信号进行分析，设定合适的门槛值，提取SO模态对应的声发射波动到达时间，并计算各个传感器的时差，作为碎片云撞击定位算法所用的时差。设定合适的门槛值是指该门槛值要保证时差计算的来源于同一个板波模态，即板波的第一阶对称SO模态。碎片云撞击定位算法所用的时差指以前述的四个传感器中最先到达时刻的传感器为基准，其余三个传感器的时刻与之比较得到的时差。第四步:计算碎片云撞击源定位结果将第一步得到的声发射波速和第三步中所得到的传感器阵列定位时差，应用现有的撞击源定位计算算法即可求出碎片云撞击靶板的撞击中心的位置。在本实施例中，撞击源定位计算算法可选用现有的过门槛时差法或波阵面法。本专利技术采用测量靶板中的声发射波速、获得碎片云撞击声发射信号、计算传感器阵列定位时差和计算碎片云撞击源定位结果步骤，实现了基于声发射进行空间碎片云撞击源定位。【主权项】1.，包括如下步骤: 第一步:测量祀板中的声发射波速； 第二步:获得碎片云撞击声发射信号； 第三步:计算传感器阵列定位时差； 第四步:计算碎片云撞击源定位结果。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的测量靶板中的声发射波速步骤，将采集碎片云撞击产生的声发射信号的传感器以一定的直线间距通过耦合剂固定在靶板上，通过断铅试验或者枪击试验获得信号中的SO模态的传播速度，以这个速度作为碎片云定位时的波传播速度。3.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的测量靶板中的声发射波速步骤，所述的直线间距为100mm。4.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的获得碎片云撞击声发射信号步骤，将声发射信号传感器以一定的阵列布置方式通过夹具装置固定在靶板上；当碎片云撞击到靶板上时，在靶板中产生声发射波动，传感器采集碎片云撞击声发射信号。5.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的获得碎片云撞击声发射信号步骤，所述的传感器布置方式，具体是指四个声发射信号传感器中的第一个和第二个沿竖直方向放置，两个声发射信号传感器几何中心的间距为400mm,第三个和第四个声发射信号传感器沿水平方向放置,两个声发射信号传感器几何中心的间距为300mm ;第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置与第一个和第二个声发射信号传感器V182几何中心连线的中心位置重合。6.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的计算传感器阵列定位时差步骤，对第二步中所采集到的碎片云撞击声发射信号进行处理，设定门槛值提取SO模态对应的声发射波动到达时间，并计算各个传感器的时差，作为碎片云撞击定位算法所用的时差。7.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的计算碎片云撞击源定位结果步骤，将第一步得到的声发射波速和第三步中所得到的传感器阵列定位时差，应用撞击源定位计算算法计算碎片云撞击靶板的撞击中心的位置。8.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的计算碎片云撞击源定位结果步骤中，撞击源定位计算算法选用过门槛时差法或波阵面法。【专利摘要】本专利技术属于撞击本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法，包括如下步骤：第一步：测量靶板中的声发射波速；第二步：获得碎片云撞击声发射信号；第三步：计算传感器阵列定位时差；第四步：计算碎片云撞击源定位结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武刚，刘振皓，王建民，李海波，张凯，顾海贝，
申请(专利权)人：北京强度环境研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11