[发明专利]一套用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统

说明书

本发明涉及一种用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统，所述健康状态监测系统包括数据采集单元(100)、数据收发单元(200)、系统知识单元(300)、故障诊断单元(400)、健康管理单元(500)和实时显示单元(600)，其中所述故障诊断单元(400)包括诊断单元(410)、模式分析单元(420)和指导单元(430)。本发明能够对空间环境模拟试验设备的测控数据资源进行合理利用，提高故障应急处理的准确性、全面性和自动化程度，保障系统安全运行和正常工作，同时为维修决策提供支持。

技术领域

本发明属于航天器真空热试验领域，具体涉及一套用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统。

背景技术

随着空间环境模拟试验设备建设和使用经验的不断积累，以及在空间环境模拟试验设备使用过程中对设备高效、可靠运行要求的不断提高，以往事后维护、改进设计的传统可靠性提升方法已不能满足空间环境模拟试验设备的建设和使用要求。对实时监测空间环境模拟试验设备“健康”状态并提前进行故障预测和协助维护管理需求的日益增长，为减少空间环境模拟试验设备运行过程中的各类意外风险，以及实现各子系统的故障预知、规避和解决提供支持。在这样的需求下，亟需研制出一套用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统，能够对空间环境模拟试验设备的测控数据资源进行合理利用，提高故障应急处理的准确性、全面性和自动化程度，保障系统安全运行和正常工作，同时为维修决策提供支持。

本发明人经过充分的了解，在实现本发明的过程中发现，现有的空间环境模拟试验设备都不具备对设备“健康”状态进行管理的功能。

发明内容

本发明的目的在于发明和设计一套用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统，解决现有航天器真空热试验任务多所导致的设备故障率高、随机性强、无法预知等技术问题，为航天器在空间环境模拟试验设备中进行真空热试验提供了技术保障。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

用于空间环境模拟试验设备的健康状态监测系统，所述健康状态监测系统包括数据采集单元、数据收发单元、系统知识单元、故障诊断单元、健康管理单元和实时显示单元：

数据采集单元通过温度传感器采集空间环境模拟试验设备中真空泵的压缩机外壳温度、制冷液温度、冷却水温度；通过压力传感器采集空间环境模拟试验设备的内部压力、管道内压力、压缩空气压力、制冷液供液压力；通过流量传感器采集冷却水流量、制冷液流量等实时状态信息；

数据收发单元将数据采集单元所传输的实时数据，采用并行多线程的方式，根据不同设备(真空泵压缩机、真空阀门、制冷机、冷却水机组、压缩空气机组等)的数据来源建立相应的标签，然后分发到系统知识单元、故障诊断单元和健康管理单元中；

系统知识单元将数据收发单元分发的设备(真空泵压缩机、真空阀门、制冷机、冷却水机组、压缩空气机组等)实时数据，存储到系统知识单元中，记录并归档设备的运行状态信息，作为知识信息存储；

故障诊断单元调用系统知识单元中的知识信息，与数据收发单元分发的设备数据标签进行比对，实现对设备(真空泵压缩机、真空阀门、制冷机、冷却水机组、压缩空气机组等)的异常或故障状态进行模式判断、故障定位、故障原因、影响分析及维修建议提示等；

健康管理单元通过数据收发单元和故障诊断单元分发的设备(真空泵压缩机、真空阀门、制冷机、冷却水机组、压缩空气机组等)实时采集数据和实时故障数据中的关键指标，给出设备当前健康指数、当前设备的健康等级以及设备健康管理建议，实现对设备的健康状态评估；

实时显示单元用于将故障诊断单元中的故障诊断结果和健康管理单元中的健康状态评估结果，与发生故障的设备和健康评估等级的设备相关联，并以二维或三维的可视化技术在显示器或大屏幕上提示，将发生故障的部位进行显示与高亮提示，为监控人员提供直观提示或排故指导。

其中，所述的故障诊断单元包括：