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基于声传感器阵列的连续泄漏定位方法研究

发布时间:2019-01-01 16:30
【摘要】:针对压力容器(如在轨航天器)发生泄漏时的漏孔定位问题进行研究,提出了一种基于声传感器阵列的定位方法。当已发生泄漏时,该方法通过声传感器阵列获取器壁中传播的超声波信号,并分析阵列中各个传感器采集数据间的时空相关性,实现了对泄漏源的快速准确定位。分析了泄漏所激发的超声波信号在薄板中的传播特性,证明了采集信号相关性随采集点间距离的增大而减小,从而指导传感器阵列的设计与制作,同时通过设计相应的实验讨论了不同阵元间距条件下的定位精度。实验结果表明定位误差受阵列中阵元数目及阵元间间距影响,当阵元数目为8,阵元间距为8 mm情况下,本算法在1 m~2的平板上,定位绝对误差平均值小于10 mm。
[Abstract]:Aiming at the problem of leak location in pressure vessels (such as spacecraft in orbit), a method based on acoustic sensor array is proposed. When the leakage occurs, the ultrasonic signal propagated in the wall of the acoustic sensor array is obtained by this method, and the temporal and spatial correlation of the data collected by each sensor in the array is analyzed, which realizes the fast and accurate location of the leak source. The propagation characteristics of ultrasonic signal excited by leakage in thin plate are analyzed. It is proved that the correlation of acquisition signal decreases with the increase of the distance between acquisition points, thus guiding the design and fabrication of sensor array. At the same time, the positioning accuracy under the condition of different array spacing is discussed by designing corresponding experiments. The experimental results show that the location error is affected by the number of elements in the array and the spacing between the elements. When the number of the elements is 8 and the spacing of the elements is 8 mm, the average absolute error of the algorithm is less than 10 mm. on the flat plate of 1 mm2.
【作者单位】: 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室;北京卫星环境工程研究所;
【基金】:国家青年基金项目(61201039) 北京卫星环境工程研究所研发课题(YY-BZ(WM)-2013-07)
【分类号】:TP212

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