【技术实现步骤摘要】
基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统及实现方法
本专利技术涉及一种基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统及实现方法，属于飞行器故障诊断领域。
技术介绍
火箭发动机是否工作正常直接决定了火箭发射的成败。发动机点火发生异常时，在点火后的很短一段时间内，可以通过紧急关机程序，终止发射，以避免带来更大损失，因此及时发现发动机异常，对于降低发射风险至关重要。目前，火箭发动机内通过可植入测点监测异常情况，但是为了保证发动机工作的安全性和可靠性，发动机内部可植入测点较少，有可能导致对异常情况的监测不全面。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种非接触式的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统及实现方法，能够辅助现有的植入测点方式，更全面监测发动机运行情况。本专利技术的技术解决方案是：基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，包括一个声像仪、N个传声器、多通道数据采集设备和上位机；声像仪位于火箭背离发射台一侧的正前方，N个传声器分布在火箭背离发射台方向一定距离处，火箭与各个传声器之间不存在障碍物；发动机点火后，传声器和声像仪采集发动机推力建立过程中的声...
【技术保护点】
1.基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：包括一个声像仪、N个传声器、多通道数据采集设备和上位机；声像仪位于火箭背离发射台一侧的正前方，N个传声器分布在火箭背离发射台方向一定距离处，火箭与各个传声器之间不存在障碍物；发动机点火后，传声器和声像仪采集发动机推力建立过程中的声音信号，并以模拟信号形式分别传输到多通道数据采集设备的不同通道；多通道数据采集设备各通道分别对接收的模拟信号进行A/D转换和预处理后，传输到上位机进行保存、处理和显示；上位机对来自各个传声器的声音信号进行处理，获得发动机不同位置处声音信号声压级、过零率、能量谱分布特征以及时频特征随推力建立过程...
【技术特征摘要】
1.基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：包括一个声像仪、N个传声器、多通道数据采集设备和上位机；声像仪位于火箭背离发射台一侧的正前方，N个传声器分布在火箭背离发射台方向一定距离处，火箭与各个传声器之间不存在障碍物；发动机点火后，传声器和声像仪采集发动机推力建立过程中的声音信号，并以模拟信号形式分别传输到多通道数据采集设备的不同通道；多通道数据采集设备各通道分别对接收的模拟信号进行A/D转换和预处理后，传输到上位机进行保存、处理和显示；上位机对来自各个传声器的声音信号进行处理，获得发动机不同位置处声音信号声压级、过零率、能量谱分布特征以及时频特征随推力建立过程的变化曲线；对来自声像仪的声音信号，进行处理，确定声源点位置，获取火箭周围区域中声信号空间场分布随推力建立过程的变化曲线。2.根据权利要求1所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：声像仪距离火箭100m至200m，每个传声器距离火箭20m至200m。3.根据权利要求1所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：每个传声器使用一个三脚架放置在预定位置，传声器外安装风球，消除风和水汽影响。4.根据权利要求1所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：声像仪包括多个传声器形成的星形结构阵列和摄像头，摄像头用于采集发动机推力建立过程中的火箭图像，星形结构阵列采集发动机推力建立过程中的声音信号；上位机采用阵列信号处理方法对星形结构阵列采集的声音信号进行处理，确定声源点位置和影响范围信息，并据此在火箭图像上进行标记，形成声像图，便于用户实施监控、使用。5.根据权利要求1或4所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：所述传声器低频截止频率不大于0.1Hz，最大声压级不小于160dB。6.根据权利要求1或4所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：所述传声器由多通道数据采集设备供电。7.根据权利要求1所述的基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，其特征在于：上位机对各个传声器的声音信号进行声信号时域特征分析，得到发动机不同位置处声音信号声...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓林，刘巧珍，黄晨，卢頔，王淑炜，王之平，容易，王楠，彭越，祁峰，杨楠，岳晓飞，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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