一种望远镜震动健康监测方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种望远镜震动健康监测方法，包括：步骤S1，在望远镜的馈源、副面和背架处设置传感器以采集望远镜的震动初始数据，并将震动初始数据记录至震动监视设备；步骤S2，对记录在震动监视设备中的震动初始数据进行解码，获取望远镜的震动加速度，并将震动加速度存储至Influxdb时序数据库中；步骤S3，从Influxdb时序数据库中读取出T时刻～T+1时刻的时序数据，根据传感器的采样频率，获取震动加速度与时间的函数的斜率值；步骤S4，判断震动加速度与时间的函数的斜率值是否大于预设阈值，若是，则判定望远镜震动异常或可能异常，发出警报，并定位异常时间点；步骤S5，令T＝T+1，重复步骤S3

【技术实现步骤摘要】
一种望远镜震动健康监测方法与系统


[0001]本专利技术涉及射电天文台站
，更具体地涉及一种望远镜震动健康监测方法与系统。

技术介绍

[0002]天马望远镜坐落于上海松江佘山，拥有65米的卡塞格林式主反射面，配套主动面系统、覆盖1
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50GHz的8个波段低噪声接收机系统、甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry，VLBI)高速数据采集系统及高稳定度的氢原子钟等先进设备，可用于射电天文学、单天线、VLBI和地球动力学。由于强大的性能与独特的地理位置，天马望远镜是国内外VLBI网的一个强大单元，其所有连接上海的VLBI基线都是最长的，可以提供最高的空间角分辨率。随着天马望远镜代替佘山的25m射电望远镜，使中国VLBI网(Chinese VLBI Network，CVN)的灵敏度提高1.67倍。除了主要应用于VLBI高分辨率成图和高精度测量外，天马望远镜还可以作为独立单元，用于大量的单天线天文观测研究，其工作频率范围覆盖了许多重要的天文谱线。脉冲星也是天马望远镜的重要科学目标，例如对71颗脉冲星的综合脉冲轮廓研究。
[0003]如此强大的天马望远镜由各种各样的设备和软件组成，主要包括天线系统、主动面控制系统、接收机系统、终端系统、时频系统及网络系统。作为一个全可动射电望远镜，其全年近乎每天24小时都在观测，所以需要长期保持运动状态。为了检测天马望远镜在长期运动中是否产生机械结构异常变化的问题，需要从轴承应力、震动变化、温度变化等多个角度去检测。然而，目前对大型全可动射电望远镜均不具备对震动情况的检测。
[0004]因此，需要研发一种望远镜震动健康监测方法与系统，来检测方位俯仰式全可动射电望远镜的震动异常情况。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种望远镜震动健康监测方法与系统，能够检测出天马望远镜的异常震动。
[0006]本专利技术提供的一种望远镜震动健康监测方法，包括：
[0007]步骤S1，在望远镜的馈源、副面和背架处设置传感器以采集望远镜的震动初始数据，并将震动初始数据记录至震动监视设备；
[0008]步骤S2，对记录在所述震动监视设备中的震动初始数据进行解码，获取望远镜的震动加速度，并将所述震动加速度存储至Influxdb时序数据库中；
[0009]步骤S3，从所述Influxdb时序数据库中读取出T时刻～T+1时刻的时序数据，根据所述传感器的采样频率，获取震动加速度与时间的函数的斜率值；
[0010]步骤S4，判断所述震动加速度与时间的函数的斜率值是否大于预设阈值，若是，则判定望远镜震动异常或可能异常，发出警报，并定位异常时间点；
[0011]步骤S5，令T＝T+1，重复步骤S3
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步骤S4，直到所要监测的时间结束。
[0012]进一步地，在望远镜的馈源、副面处设置的传感器为三轴向传感器，在背架处设置的传感器为单轴向传感器。
[0013]进一步地，所述Influxdb时序数据库存储时序数据，所述时序数据包括采样时间点以及每个采样时间点对应的震动加速度。
[0014]进一步地，所述步骤S2包括：
[0015]步骤S21，获取一个本地时钟，根据该本地时钟的年、月、日、小时，获取该本地时钟所处小时记录的文件；
[0016]步骤S22，以一个单位吞吐时长t为步进单位，读取t时长的震动初始数据作为新增数据；
[0017]步骤S23，判断所述新增数据的长度是否大于等于单位吞吐数据长度，若否，则重复步骤S22；若是，则进行步骤S24；
[0018]步骤S24，将t时长的震动初始数据转换为原始数采数据流，原始数采数据流为t时长的数据点组成的数组，每个数据点均包括采样时间点和数采数值；
[0019]步骤S25，根据所述震动监视设备的设计参数，将每个数据点的数采数值转换为震动加速度，并将震动加速度和采样时间点存储至Influxdb时序数据库；
[0020]步骤S26，将所述步骤S21获取的本地时钟向增加一个单位吞吐时长t，重复步骤S21
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步骤S25，直至监测时间结束。
[0021]进一步地，所述步骤S25中的震动加速度a按照下式计算：
[0022][0023]其中，n表示每个数据点的数采数值，μ表示数采转换系数，S
SLJ
表示SLJ系列力平衡加速度计的灵敏度，μ和S
SLJ
根据所述震动监视设备的参数确定。
[0024]进一步地，所述步骤S4包括：当所述震动加速度与时间的函数的斜率值超过预设阈值N时，标记T时刻为异常，发出警报通知；当所述震动加速度与时间的函数的斜率值介于N/4与N之间时，判定可能出现异常；当所述震动加速度与时间的函数的斜率值小于N/4时，判定无异常。
[0025]本专利技术还提供一种望远镜震动健康监测系统，包括：
[0026]传感器，设置在望远镜的馈源、副面和背架处以采集望远镜的震动初始数据；所述传感器设置为将所述震动初始数据记录在一震动监视设备中；
[0027]数据解码模块，与所述震动监视设备连接；所述数据解码模块设置为：对记录在震动监视设备中的震动初始数据进行解码，获取望远镜的震动加速度，并将震动加速度存储至Influxdb时序数据库中；
[0028]数据分析模块，与所述数据解码模块连接；所述数据分析模块设置为：从Influxdb时序数据库中按时序读取出时序数据，根据所述传感器的采样频率，获取震动加速度与时间的函数的斜率值；判断所述震动加速度与时间的函数的斜率值是否大于预设阈值，若是，则判定望远镜震动异常或可能异常，发出警报，并定位异常时间点。
[0029]本专利技术通过解码传感器采样的震动初始数据，并将震动初始数据存储到数据库中，再对数据库中的数据进行规则匹配，能够实现对望远镜异常震动的检测。
附图说明
[0030]图1是按照本专利技术的望远镜震动健康监测方法的流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。
[0032]如图1所示，本专利技术提供的望远镜震动健康监测方法，用于方位俯仰式全可动射电望远镜，包括以下步骤：
[0033]步骤S1，在望远镜的馈源、副面和背架处设置传感器以采集望远镜的震动初始数据，并将震动初始数据记录至震动监视设备。
[0034]其中，在望远镜的馈源、副面处设置的传感器为三轴向传感器，以采集馈源和副面处三个轴向(三个轴向包括X轴向、Y轴向和Z轴向)的震动初始数据；背架处设置的传感器为单轴向传感器。在本实施例中，震动监视设备采用REFTEK 130数采地震仪。根据卡塞格林式的光路结构，本实施例中采集到的震动初始数据主要来源于馈源处。
[0035]步骤S2，对记录在震动监视设备中的震动初始数据进行解码，获取望远镜的震动加速度，并将震动加速度存储至Influxd本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种望远镜震动健康监测方法，其特征在于，包括：步骤S1，在望远镜的馈源、副面和背架处设置传感器以采集望远镜的震动初始数据，并将震动初始数据记录至震动监视设备；步骤S2，对记录在所述震动监视设备中的震动初始数据进行解码，获取望远镜的震动加速度，并将所述震动加速度存储至Influxdb时序数据库中；步骤S3，从所述Influxdb时序数据库中读取出T时刻～T+1时刻的时序数据，根据所述传感器的采样频率，获取震动加速度与时间的函数的斜率值；步骤S4，判断所述震动加速度与时间的函数的斜率值是否大于预设阈值，若是，则判定望远镜震动异常或可能异常，发出警报，并定位异常时间点；步骤S5，令T＝T+1，重复步骤S3
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步骤S4，直到所要监测的时间结束。2.根据权利要求1所述的望远镜震动健康监测方法，其特征在于，在望远镜的馈源、副面处设置的传感器为三轴向传感器，在背架处设置的传感器为单轴向传感器。3.根据权利要求1所述的望远镜震动健康监测方法，其特征在于，所述Influxdb时序数据库存储时序数据，所述时序数据包括采样时间点以及每个采样时间点对应的震动加速度。4.根据权利要求1所述的望远镜震动健康监测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21，获取一个本地时钟，根据该本地时钟的年、月、日、小时，获取该本地时钟所处小时记录的文件；步骤S22，以一个单位吞吐时长t为步进单位，读取t时长的震动初始数据作为新增数据；步骤S23，判断所述新增数据的长度是否大于等于单位吞吐数据长度，若否，则重复步骤S22；若是，则进行步骤S24；步骤S24，将t时长的震动初始数据转换为原始数采数据流，原始数采数据流为t时长的数据点组成的数组，每个数据点均包括采样时间点和数采数值；步骤S25，根据所述震动监视设备的设计参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官伟华，赵融冰，付丽，闫振，张栋，张楚原，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：