大直径真空容器试验测控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大直径真空容器试验测控系统，包括：监控系统、试验管理系统、数据库系统、网络系统、氮子系统、真空子系统和数采子系统，以及多个温度传感器、压力传感器、流量计、真空计和视频采集器；氮子系统接收温度数据、流量数据和压力数据，真空子系统接收真空度数据，数采子系统接收视频数据，各自根据照大直径真空容器不同部位进行分类标记处理；监控系统对视频数据进行分类和异常检测后生成对应的试验现场图像和图像异常分析信号；试验管理系统对各子系统数据进行动态预测处理，对比实际测量值与预测值的差异超过第一预设阈值时给出异常警告，并确定异常数据类型以及数据来源，同时结合图像异常分析信号生成试验管理与调度信号。

Measurement and Control System for Large Diameter Vacuum Vessel Test

The invention relates to a large-diameter vacuum vessel test measurement and control system, which includes: monitoring system, test management system, database system, network system, nitrogen subsystem, vacuum subsystem and data acquisition subsystem, as well as multiple temperature sensors, pressure sensors, flowmeters, vacuum gauges and video collectors; nitrogen subsystem receives temperature data, flow data and pressure data. Vacuum subsystem receives vacuum data, data acquisition subsystem receives video data, and classifies and labels them according to different parts of large-diameter vacuum container; video data are classified and anomaly detected by monitoring system, and corresponding image and image anomaly analysis signals are generated; test management system dynamically predicts and processes the data of each subsystem, and compares the actual measurement. When the difference between the magnitude and the predicted value exceeds the first preset threshold, the abnormal warning is given, and the abnormal data types and data sources are determined. At the same time, the test management and scheduling signals are generated by combining the image abnormal analysis signals.

【技术实现步骤摘要】
大直径真空容器试验测控系统
本专利技术涉及一种测控系统，尤其涉及一种大直径真空容器试验测控系统。
技术介绍
现有技术中通常采用地面真空容器对航天器在空间环境中的各种性能进行模拟试验。为模拟各种复杂的空间环境，提供各种空间目标试验所要求的不同环境参数，需要设置若干分系统。各分系统都由多种类复杂设备组成，各分系统之间又有着严格的连锁关系和非常紧密的耦合效益。现有的真空容器规模较小，试验设备较为简单，采用现场调度的模式即可完成测控与试验任务。但对于大直径真空容器，由于存在多个子系统以及大量设备，简单的测控系统难以满足大系统、长时间、高可靠、高智能的要求。因此，亟待提供一种针对大直径真空容器的试验测控系统，以便协调各分系统高效、可靠运行，实现控制的自动化和管理的现代化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的至少一部分技术问题，提供了一种大直径真空容器试验测控系统，可以通过试验管理系统接收网络系统传来的各子系统关键节点和重要测量数据信号，并通过对各个部位进行分类标记达到分别管控的目的，提高了试验流程控制效率，保证了试验的可靠性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种大直径真空容器试验测控系统，包括：监控系统、试验管理系统、数据库系统、网络系统、氮子系统、真空子系统、数采子系统、多个温度传感器、多个压力传感器、多个流量计、多个真空计和多个视频采集器；所述多个温度传感器用于测量大直径真空容器内部各区域热沉的温度，生成温度数据；所述多个流量计用于测量大直径真空容器热沉管路液氮的流量，生成流量数据；所述多个压力传感器用于测量大直径真空容器热沉各部位出口的压力，生成压力数据；所述氮子系统与所述多个温度传感器、多个流量计和多个压力传感器连接，用于接收所述温度数据、流量数据和压力数据，并根据大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述氮子系统还用于接收网络系统传来的氮子系统试验管理与调度信号；所述多个真空计用于测量大直径真空容器内部不同部位的真空度，生成真空度数据；所述真空子系统与所述多个真空计连接，用于接收所述真空度数据，并按照大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述真空子系统还用于接收网络系统传来的真空子系统试验管理与调度信号；所述多个视频采集器用于采集大直径真空容器内外不同部位的视频，生成视频数据；所述数采子系统与所述多个视频采集器连接，用于接收所述视频数据，并根据照大直径真空容器不同部位对视频数据进行分类标记处理后传输至网络系统；所述数采子系统还用于接收网络系统传来的数采子系统试验管理与调度信号；所述网络系统用于接收氮子系统传来的温度、流量和压力数据，并进行压缩打包处理生成氮子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收真空子系统传来的真空度数据，并进行压缩打包处理生成真空子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收数采子系统传来的视频处理数据，并进行压缩打包处理生成数采子系统基础试验数据，传输至监控系统；所述网络系统还用于接收试验管理系统传来的试验管理与调度信号，并进行分类处理，分别产生氮子系统试验管理与调度信号、真空子系统试验管理与调度信号、数采子系统试验管理与调度信号后发送给对应的氮子系统、真空子系统和数采子系统；所述监控系统用于接收网络系统传来的数采子系统基础试验数据，并进行分类和异常检测后生成对应的试验现场图像和图像异常分析信号，并将试验现场图像和图像异常分析信号发送至试验管理系统；所述试验管理系统用于接收监控系统传来的试验现场图像和图像异常分析信号；所述试验管理系统还用于将接收的氮子系统基础试验数据和真空子系统基础试验数据存储至数据库系统；同时对各子系统数据进行动态预测处理，对比实际测量值与预测值的差异大小，当差异超过第一预设阈值时给出异常警告，并确定异常数据类型以及数据来源，同时结合图像异常分析信号生成试验管理与调度信号传输至网络系统。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述大直径真空容器试验测控系统还包括：专家系统；所述试验管理系统在对比实际测量值与预测值的差异大小时：当差异超过第一预设阈值，且小于第二预设阈值，则由试验管理系统根据异常数据类型以及数据来源生成试验管理与调度信号；当差异超过第二预设阈值，则所述试验管理系统将异常数据发送给所述专家系统，所述专家系统用于基于专家经验库和典型试验流程模板的诊断分析，生成专家诊断处理数据后发送至试验管理系统；所述试验管理系统根据专家诊断处理数据生成试验管理与调度信号发送给所述网络系统。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述第一预设阈值为10％，所述第二预设阈值为20％。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述大直径真空容器试验测控系统还包括：太阳子系统，用于对太阳模拟器进行测量，生成太阳模拟器测量数据，并将太阳模拟器测量数据传输至网络系统；所述网络系统用于接收所述太阳子系统传来的太阳模拟器测量数据，并进行压缩打包处理生成太阳子系统基础试验数据，传输至试验管理系统。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述大直径真空容器试验测控系统还包括：背景辐射子系统，用于对背景辐射模拟器进行测量，生成背景辐射模拟器测量数据，并将背景辐射模拟器测量数据传输至网络系统；所述网络系统用于接收所述背景辐射子系统传来的背景辐射模拟器测量数据，并进行压缩打包处理生成背景辐射子系统基础试验数据，传输至试验管理系统。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述氮子系统按照大直径真空容器不同部位，将温度数据和压力数据分类标记处理成侧门热沉、大门独立热沉、上小锥热沉、上大锥热沉、下大锥热沉、底部圆形固定热沉、端部热沉、通光光程筒体热沉、通光光程阀箱、主容器箱、过冷器的温度数据和压力数据，将流量数据分类标记处理成液氮泵、过冷器、进液总阀的流量数据。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，真空子系统将真空度数据按照大直径真空容器不同部位分类标记处理成真空容器上半球、真空容器下半球、粗抽管道、分子泵管道的压力数据。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述数采子系统将视频数据按照大直径真空容器不同部位分类标记处理成真空容器上半球、真空容器下半球、真空容器大门、粗抽机组、分子泵机组的视频数据。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述太阳子系统生成的太阳模拟器测量数据包括辐照度、辐照不稳定性、光谱分布、椭球镜温度、积分器温度、冷却水水温和/或冷却水水压。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述背景辐射子系统生成的背景辐射模拟器测量数据包括辐射面热流、辐射体温度、可见光照度和/或红外辐照度。在根据本专利技术所述的大直径真空容器试验测控系统中，可选地，所述氮子系统包括辐射块温控装置；所述辐射块温控装置包括：温控模块，与安装于背景辐射模拟器的辐射块处的温度传感器连接，用于采集辐射板的实时温度信号，与温度控制目标范围进行对比，按固定周期循环执行温度判断生成供电控制指令和液氮控制指令；供电控制器，与所述温控模块连接，用于接收温控模块的供电控制指令，完成电源供电电压控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径真空容器试验测控系统，其特征在于，包括：监控系统、试验管理系统、数据库系统、网络系统、氮子系统、真空子系统、数采子系统、多个温度传感器、多个压力传感器、多个流量计、多个真空计和多个视频采集器；所述多个温度传感器用于测量大直径真空容器内部各区域热沉的温度，生成温度数据；所述多个流量计用于测量大直径真空容器热沉管路液氮的流量，生成流量数据；所述多个压力传感器用于测量大直径真空容器热沉各部位出口的压力，生成压力数据；所述氮子系统与所述多个温度传感器、多个流量计和多个压力传感器连接，用于接收所述温度数据、流量数据和压力数据，并根据大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述氮子系统还用于接收网络系统传来的氮子系统试验管理与调度信号；所述多个真空计用于测量大直径真空容器内部不同部位的真空度，生成真空度数据；所述真空子系统与所述多个真空计连接，用于接收所述真空度数据，并按照大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述真空子系统还用于接收网络系统传来的真空子系统试验管理与调度信号；所述多个视频采集器用于采集大直径真空容器内外不同部位的视频，生成视频数据；所述数采子系统与所述多个视频采集器连接，用于接收所述视频数据，并根据照大直径真空容器不同部位对视频数据进行分类标记处理后传输至网络系统；所述数采子系统还用于接收网络系统传来的数采子系统试验管理与调度信号；所述网络系统用于接收氮子系统传来的温度、流量和压力数据，并进行压缩打包处理生成氮子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收真空子系统传来的真空度数据，并进行压缩打包处理生成真空子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收数采子系统传来的视频处理数据，并进行压缩打包处理生成数采子系统基础试验数据，传输至监控系统；所述网络系统还用于接收试验管理系统传来的试验管理与调度信号，并进行分类处理，分别产生氮子系统试验管理与调度信号、真空子系统试验管理与调度信号、数采子系统试验管理与调度信号后发送给对应的氮子系统、真空子系统和数采子系统；所述监控系统用于接收网络系统传来的数采子系统基础试验数据，并进行分类和异常检测后生成对应的试验现场图像和图像异常分析信号，并将试验现场图像和图像异常分析信号发送至试验管理系统；所述试验管理系统用于接收监控系统传来的试验现场图像和图像异常分析信号；所述试验管理系统还用于将接收的氮子系统基础试验数据和真空子系统基础试验数据存储至数据库系统；同时对各子系统数据进行动态预测处理，对比实际测量值与预测值的差异大小，当差异超过第一预设阈值时给出异常警告，并确定异常数据类型以及数据来源，同时结合图像异常分析信号生成试验管理与调度信号传输至网络系统。...

【技术特征摘要】
1.一种大直径真空容器试验测控系统，其特征在于，包括：监控系统、试验管理系统、数据库系统、网络系统、氮子系统、真空子系统、数采子系统、多个温度传感器、多个压力传感器、多个流量计、多个真空计和多个视频采集器；所述多个温度传感器用于测量大直径真空容器内部各区域热沉的温度，生成温度数据；所述多个流量计用于测量大直径真空容器热沉管路液氮的流量，生成流量数据；所述多个压力传感器用于测量大直径真空容器热沉各部位出口的压力，生成压力数据；所述氮子系统与所述多个温度传感器、多个流量计和多个压力传感器连接，用于接收所述温度数据、流量数据和压力数据，并根据大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述氮子系统还用于接收网络系统传来的氮子系统试验管理与调度信号；所述多个真空计用于测量大直径真空容器内部不同部位的真空度，生成真空度数据；所述真空子系统与所述多个真空计连接，用于接收所述真空度数据，并按照大直径真空容器不同部位进行分类标记处理后传输至网络系统；所述真空子系统还用于接收网络系统传来的真空子系统试验管理与调度信号；所述多个视频采集器用于采集大直径真空容器内外不同部位的视频，生成视频数据；所述数采子系统与所述多个视频采集器连接，用于接收所述视频数据，并根据照大直径真空容器不同部位对视频数据进行分类标记处理后传输至网络系统；所述数采子系统还用于接收网络系统传来的数采子系统试验管理与调度信号；所述网络系统用于接收氮子系统传来的温度、流量和压力数据，并进行压缩打包处理生成氮子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收真空子系统传来的真空度数据，并进行压缩打包处理生成真空子系统基础试验数据，传输至试验管理系统；所述网络系统还用于接收数采子系统传来的视频处理数据，并进行压缩打包处理生成数采子系统基础试验数据，传输至监控系统；所述网络系统还用于接收试验管理系统传来的试验管理与调度信号，并进行分类处理，分别产生氮子系统试验管理与调度信号、真空子系统试验管理与调度信号、数采子系统试验管理与调度信号后发送给对应的氮子系统、真空子系统和数采子系统；所述监控系统用于接收网络系统传来的数采子系统基础试验数据，并进行分类和异常检测后生成对应的试验现场图像和图像异常分析信号，并将试验现场图像和图像异常分析信号发送至试验管理系统；所述试验管理系统用于接收监控系统传来的试验现场图像和图像异常分析信号；所述试验管理系统还用于将接收的氮子系统基础试验数据和真空子系统基础试验数据存储至数据库系统；同时对各子系统数据进行动态预测处理，对比实际测量值与预测值的差异大小，当差异超过第一预设阈值时给出异常警告，并确定异常数据类型以及数据来源，同时结合图像异常分析信号生成试验管理与调度信号传输至网络系统。2.根据权利要求1所述的大直径真空容器试验测控系统，其特征在于，所述大直径真空容器试验测控系统还包括：专家系统；所述试验管理系统在对比实际测量值与预测值的差异大小时：当差异超过第一预设阈值，且小于第二预设阈值，则由试验管理系统根据异常数据类型以及数据来源生成试验管理与调度信号；当差异超过第二预设阈值，则所述试验管理系统将异常数据发送给所述专家系统，所述专家系统用于基于专家经验库和典型试验流程模板的诊断分析，生成专家诊断处理数据后发送至试验管理系统；所述试验管理系统根据专家诊断处理数据生成试验管理与调度信号发送给所述网络系统。3.根据权利要求2所述的大直径真空容器试验测控系统，其特征在于，所述第一预设阈值为10％，所述第二预设阈值为20％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的大直径真空容器试验测控系统，其特征在于，所述大直径真空容器试验测控系统还包括：太阳子系统，用于对太阳模拟器进行测量，生成太阳模拟器测量数据，并将太阳模拟器测量数据传输至网络系统；所述网络系统用于接收所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟刚，南华，方艺忠，周岩，薛莲，李亚男，范小礼，白振东，刘鑫，刘佳琪，水涌涛，刘得成，赵民，
申请(专利权)人：北京航天长征飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11