CN109443780B - 一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法，通过建立与发动机燃烧室堵盖同一材质和厚度的标准密封腔体，在标准密封腔体内建立压强环境，并通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率，按照给定步长改变标准密封腔体内压强，再次进行回声测量，从而得到不同压强下回声信号的特征频率数据库；再对长期储存后的发动机燃烧室堵盖进行回声测量，获取回声信号特征频率，与特征频率数据库进行比对，确定长期储存后的发动机燃烧室内压强，从而判断该长期储存的发动机燃烧室是否发生漏气。本发明简单快捷，能够在恶劣使用环境下快速进行火箭发动机压强检测。

Description

一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法
技术领域
本发明涉及火箭发动机检测技术领域，具体为一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法。
背景技术
带压长期储存的火箭发动机，由于储存时间、储存环境、储存条件的影响，其燃烧室内部压强有可能由于橡胶老化等原因降低，为保证火箭发动机处于正常工作状态，就必须检验发动机内部压强是否降低。
传统的长期储存方案中，检测发动机内部压强的方式是采用压力表接外部管路等外部检测部件连接在火箭发动机上进行监测，这种检测方式检测完毕后需要对发动机内部再次进行充气，以消除因连通检测过程而产生的压力变化。
但在实际使用中，尤其是在一些较为恶劣的装配环境下，无法使用压力表等系统性检测部件进行检测，或者无法进行补气作业，此时就需要一种简单快速的检测方法，在不拆卸火箭发动机管路情况下进行快速检测。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法，对长期储备的发动机燃烧室是否漏气进行判断。通过建立与发动机燃烧室堵盖同一材质和厚度的标准密封腔体，在标准密封腔体内建立压强环境，并通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率，按照给定步长改变标准密封腔体内压强，再次进行回声测量，从而得到不同压强下回声信号的特征频率数据库；再对长期储存后的发动机燃烧室堵盖进行回声测量，获取回声信号特征频率，与特征频率数据库进行比对，确定长期储存后的发动机燃烧室内压强，从而判断该长期储存的发动机燃烧室是否发生漏气。
基于上述原理，本发明的技术方案为：
所述一种通过回声测试方法检测发动机充气压强的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据待检测的发动机燃烧室堵盖材质及厚度，建立标准密封腔体，标准密封腔体的材质和厚度与待检测的发动机燃烧室堵盖相同；
步骤2：在标准密封腔体内建立压强环境，并通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤3：按照设定步长改变标准密封腔体内压强，再次通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤4：重复步骤3，得到不同压强下的回声信号特征频率，建立压强与特征频率一一对应的数据库；
步骤5：采用相同敲击力敲击待检测的发动机燃烧室堵盖，并获取回声信号特征频率；
步骤6：将步骤5获取的回声信号特征频率与步骤4建立的数据库进行比对，得到待检测的发动机燃烧室内的压强。
有益效果
本发明通过分析敲击发动机燃烧室堵盖所产生回声的特征频率，以此来判断发动机燃烧室的充气压强，方法简单快捷，能够在恶劣使用环境下快速进行火箭发动机检测。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1回声测量装置结构示意图；
其中：1安装支架；2推拉式电磁铁；3噪声传感器安装支架；4噪声传感器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明目的是要建立一种快速判断带压长期储存的火箭发动机燃烧室压强的方法。为此提出以下方案：
步骤1：根据待检测的发动机燃烧室堵盖材质及厚度，建立标准密封腔体，标准密封腔体的材质和厚度与待检测的发动机燃烧室堵盖相同；
步骤2：在标准密封腔体内建立压强环境，并通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤3：按照设定步长改变标准密封腔体内压强，再次通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤4：重复步骤3，得到不同压强下的回声信号特征频率，建立压强与特征频率一一对应的数据库；
步骤5：采用相同敲击力敲击待检测的发动机燃烧室堵盖，并获取回声信号特征频率；
步骤6：将步骤5获取的回声信号特征频率与步骤4建立的数据库进行比对，得到待检测的发动机燃烧室内的压强。
对于其他材质堵盖的发动机，通过重复上述步骤，也可以获取带压长期储存的发动机燃烧室压强。
步骤5中，采用相同敲击力敲击待检测的发动机燃烧室堵盖，并获取回声信号特征频率的试验装置如图1所示，该系统包括安装支架1、推拉式电磁铁2、噪声传感器安装支架3和噪声传感器4。
安装支架采用框架式结构，卧式安装于发动机喷管内，安装支架轴线与发动机轴线重合。推拉式电磁铁安装在安装支架上，且推拉式电磁铁的中心轴线与发动机轴线重合，推拉式电磁铁的撞击头朝向发动机喷管内的堵盖。
推拉式电磁铁在安装支架上的安装位置轴向可调，从而能够调节推拉式电磁铁撞击头对堵盖的敲击力。通过调节推拉式电磁铁距喷管堵盖的距离可以控制敲击力的大小，距离喷管堵盖越远，敲击力越大，调整合适的敲击力用于测量。具体安装时，可以预先根据要求的敲击力对推拉式电磁铁的轴向安装位置进行标定，并在安装支架上根据标定位置设置推拉式电磁铁的安装孔，推拉式电磁铁安装时直接连接在对应的安装孔内即可。
噪声传感器安装支架固定在推拉式电磁铁壳体上，噪声传感器安装在噪声传感器安装支架上，且噪声传感器轴线指向堵盖与发动机轴线交点。由于推拉式电磁铁在安装支架上的轴向安装位置可调，所以噪声传感器安装支架也设置为角度可调结构，能够根据推拉式电磁铁在安装支架上的轴向安装位置，调节噪声传感器的轴线指向，使噪声传感器轴线始终指向堵盖与发动机轴线交点。
噪声传感器用于测量由于敲击而产生的回声，并将检测的声音频谱传输给外部检测模块。
实际上，在敲击标准密封腔体时也可以采用该装置，将标准密封腔体与发动机喷管连接，再将该装置安装在喷管内。由于对于同一型号的火箭发动机，只需要建立一次压强与特征频率数据库后，不需要每次检测时再重复建立，因此该方法在实际使用中只需要对待测发动机燃烧室堵盖进行回声测量即可。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种通过回声测试方法检测火箭发动机充气压强的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据待检测的发动机燃烧室堵盖材质及厚度，建立标准密封腔体，标准密封腔体的材质和厚度与待检测的发动机燃烧室堵盖相同；
步骤2：在标准密封腔体内建立压强环境，并通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤3：按照设定步长改变标准密封腔体内压强，再次通过敲击标准密封腔体得到回声信号，获取回声信号特征频率；
步骤4：重复步骤3，得到不同压强下的回声信号特征频率，建立压强与特征频率一一对应的数据库；
步骤5：采用相同敲击力敲击待检测的发动机燃烧室堵盖，并获取回声信号特征频率；
实现步骤5的装置包括安装支架、推拉式电磁铁、噪声传感器安装支架和噪声传感器；
安装支架采用框架式结构，卧式安装于发动机喷管内；推拉式电磁铁安装在安装支架上，且推拉式电磁铁的中心轴线与发动机轴线重合，推拉式电磁铁的撞击头朝向发动机喷管内的堵盖；
推拉式电磁铁在安装支架上的安装位置轴向可调，用于调节推拉式电磁铁撞击头对堵盖的敲击力；
噪声传感器安装支架固定在推拉式电磁铁壳体上，噪声传感器安装在噪声传感器安装支架上，噪声传感器安装支架为角度可调结构，能够根据推拉式电磁铁在安装支架上的轴向安装位置，调节噪声传感器的轴线指向，使噪声传感器轴线始终指向堵盖与发动机轴线交点；
噪声传感器用于测量由于敲击而产生的回声，并将检测的声音频谱传输给外部检测模块；
步骤6：将步骤5获取的回声信号特征频率与步骤4建立的数据库进行比对，得到待检测的发动机燃烧室内的压强。
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