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原文传递一种固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法

专利名称：	一种固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法
摘要：	一种固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，将机电阻抗法与频响函数法结合，用于固体火箭发动机燃烧室界面检测。本发明运用通用设备NI多通道高速数据采集器、PCB力锤和传感器等组成检测系统，利用力锤敲击待测结构表面给与脉冲状的力，通过信号采集程序测得响应信号的时域波形，进而获得发动机绝热层/衬层/推进剂界面的频响函数曲线，以判定所述界面结构是否完好。本发明用于直径约2000mm的复合纤维材料的固体火箭发动机推进剂/衬层//绝热层界面脱粘缺陷机动、快速的无损检测，尤其对于已经总装的整体产品来讲，无需分解便能够在存储现场实现检测，具有便捷高效的特点，适合已经总装的整体产品界面脱粘缺陷的快速排查。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安航天化学动力有限公司
发明人：	白小平;王刚;胡子衍;张守诚;黄伟健;刘宾;焦阳;屈文忠;王正安;余治平;肖黎;谢学多;孙博;赵仕通;张小花
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910607886.9
公开号：	CN110243941A
代理机构：	西北工业大学专利中心
代理人：	慕安荣
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	710025 陕西省西安市灞桥区田洪正街特字甲一号
主权项：	1.一种固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，传感器的测量、粘贴；步骤2，连接传感器：将转换盒与高速数据采集器连接；将一个传感器与该转换盒连接；步骤3，设备调试与设置；步骤4，传感器的检测：通过预测试分别对各传感器进行检测；当检测中得到的三次敲击后的波峰频率和幅值一致时，该传感器检测合格；反之则判定该传感器检测不合格，应检查传感器的粘贴状态或重新测量传感器的电容参数，当粘贴松动或电容参数异常时，应重新更换、粘贴传感器；当全部传感器检测完毕并判定全部传感器合格时，则进入步骤5，分别对全部传感器进行正式测试；步骤5，发动机缺陷的测试；分别得到各传感器各次敲击后的波形；步骤6，测试结果的处理与分析：所述测试结果处理与分析的具体过程是：将得到的第一个传感器的五次测试数据导入Matlab程序中，通过该Matlab程序将第一个传感器上采集到五次测试数据的电压响应信号与施加的电压激励信号，通过Matlab程序中的互功率谱密度函数除以激励信号的自功率谱密度函数，分别得到五次测试数据的频响函数曲线；对该第一个传感器的五次测试数据进行波峰频率分析，若不存在所述的缺陷，则得到的五次测试的波形曲线均为光滑的抛物线形主波峰；若存在所述的缺陷，则得到的五次测试的波形曲线在1000Hz内的频率内的波峰数量会达到两个以上、呈现明显的锯齿状的波峰，并且所述锯齿状的波峰会延伸至1000～3000Hz的频率内；重复对所述第一个传感器测试结果的处理与分析过程，逐个对各传感器测试结果进行处理与分析，直至完成全部各传感器测试结果的处理与分析；至此；完成对该固体火箭发动机缺陷的无损检测。 2.如权利要求1所述固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，所选用的传感器的电容应为2.5nF±30％。 3.如权利要求1所述固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，所述传感器粘贴位置根据发动机壳体的长度确定，并沿该发动机壳体的圆周周向均布，每个圆周上均布八个传感器，并使相邻的两个圆周的传感器粘贴位置之间的距离为300mm。 4.如权利要求1所述固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，所述设备调试与设置使，打开所述多通道高速数据采集器，打开力锤激励信号采集程序进入采集程序的主界面，设置采样频率为10000Hz，采样时间为2s。 5.如权利要求1所述固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，所述各传感器检测的具体过程是：运行程序，同时发出敲击指令，使力锤2s内在与转换盒连接的传感器周边100mm内的壳体表面进行第一次敲击；敲击力量不大于5N；敲击后通过传感器采集敲击后的信号；若采集成功，在采集程序的主界面的信号时域通道会产生1个脉冲信号，在采集程序的主界面的信号频域通道会产生1个时域波形；得到第一次敲击的波形；若采集失败，在采集程序的主界面的信号时域通道会产生空采直线，在信号频域通道会产生锯齿状噪声信号；重复所述敲击和采集过程，继续对该与转换盒连接的传感器周边100mm处进行第二次敲击，得到第二次敲击的波形；重复所述第二次敲击和采集过程，继续对该与转换盒连接的传感器周边100mm处进行第三次敲击，得到第三次敲击的波形线；当得到的三次敲击后获得波峰频率和幅值一致时，该传感器检测合格；反之则判定该传感器检测不合格，应检查传感器的粘贴状态或重新测量传感器的电容参数，当粘贴松动或电容参数异常时，应重新更换、粘贴传感器；至此，完成对第一个传感器的预测试检测过程；拆下第一个传感器与转换盒连接的导线，将转换盒与第二个传感器连接并重复所述第一个传感器的检测过程，对第二个传感器进行检测，并完成对第二个传感器的判定；反复重复对第二个传感器的检测过程，分别对其余各传感器进行检测；直至完成对全部传感器的检测，并完成对全部传感器的判定。 6.如权利要求1所述固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法，其特征在于，所述发动机缺陷的测试时，将第一个传感器与转换盒连接，在2s内使力锤在该第一个传感器周边100mm内进行第一次敲击；敲击力量不大于5N；敲击后通过传感器采集敲击后的信号；在采集程序的主界面的信号时域通道会产生1个脉冲信号，在采集程序的主界面的信号频域通道会产生1个时域波形；得到第一次敲击的波形；所述第一次敲击的波形以电压响应信号和电压激励信号的形式被保存；所述电压响应信号由传感器采集并保存，电压激励信号是由多通道高速数据采集器施加到传感器上；重复所述得到第一次敲击波形的过程，对该第一个传感器进行第2～5次敲击，分别得到并保存第2～5次敲击后得到的波形；至此，得到第一个传感器的测试结果；拆除传感器与转换盒连接的导线，与下一个传感器连接并重复所述第一个传感器的测试过程，对第二个传感器进行测试；获得第二个传感器的测试结果；重复所述第二个传感器的测试过程，直至完成所有传感器的测试。
所属类别：	发明专利