[发明专利]一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明是这样实现的：

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。

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S0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，传感器采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S0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。

本发明的有益效果是：

本发明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是本发明的一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的一种基于声发射的碎片云撞击源定位方法进行具体介绍：

如图1所示，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

将采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S0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。S0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：获得碎片云撞击声发射信号