真空 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (4): 47-53.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2023.04.09
孙伟, 王莉娜, 李征, 孙立臣, 闫荣鑫
SUN Wei, WANG Li-na, LI Zheng, SUN Li-chen, YAN Rong-xin
摘要: 随着空间环境碎片日趋增多,航天器因碎片碰撞而发生泄漏的概率明显增大,这必然会影响航天器在轨运行寿命,亟需进行在轨泄漏超声频谱特性分析影响研究。因此,本文重点研究了探测距离、感知范围、检测方向、移动检测以及多层包覆层对不同尺寸漏孔泄漏超声频谱特性的影响规律。结果表明:空气传播的泄漏超声检漏方法可检测Ф0.3mm的泄漏孔,探测距离达500mm,检测方向角在±30°内,特征频率在37~43kHz之间存在主峰,移动巡检定位精度可达±20mm以内;多层包覆层会对探测产生复杂影响,包覆层面积越大,检测灵敏度和强度越低。所研究成果具有一定普适性,可以为后续实施在轨堵漏措施提供技术支持。
中图分类号: TB774
[1] ZHANG Y, WANG J Q, BIAN X, et al.A continuous gas leakage localization method based on an improved beamforming algorithm[J]. Measurement, 2017, 106, 143-151. [2] 边旭, 张宇, 王佳强, 等. 基于声传感器阵列的连续泄漏定位方法研究[J]. 振动与冲击, 2017, 36(6): 134-139. [3] 张涛. 空间环境模拟器泄漏声发射检测技术研究[D]. 天津: 天津大学, 2014. [4] YELVE N P, MITRA M, MUJUMDAR P M.Detection of stiffener disbonding in a stiffened aluminium panel using nonlinear Lamb wave[J]. Applied Acoustics, 2015, 89: 267-272. [5] HOLLAND S D, ROBERTS R, CHIMENTI D E, et al.An ultrasonic array sensor for spacecraft leak direction finding[J]. Ultrasonics, 2006, 45(1-4): 121-126. [6] 欧逍宇, 孙立臣, 綦磊. 基于小波包能量谱的航天器在轨泄漏漏孔形状辨识方法[J]. 航天器环境工程, 2022, 39(3): 287-292. [7] 綦磊, 孟冬辉, 闫荣鑫, 等. 航天器在轨泄漏声发射信号特征分析[J]. 航天器环境工程, 2015, 32(3): 313-317. [8] 綦磊, 粤桂轩, 孙立臣, 等. 一种航天器舱壁加筋结构泄漏定位方法[J]. 航天器工程, 2020, 29(2): 134-139. [9] 李嘉伟, 綦磊, 王子文, 等. 航天器在轨气体泄漏流场及声场特性仿真研究[J]. 航天器环境工程, 2022, 39(4): 340-345. [10] 李亚运. 瓦斯抽采集输管网超声波检漏技术及应用[J]. 现代制造技术与装备, 2019(8): 154-155. [11] 李亚珍, 高鹏, 曹国玉, 等. 超声波检漏仪的应用与研究[J]. 中国氯碱, 2020(2): 26-27. [12] 王中莹, 张节信, 杨明伟. 超声波检漏仪在电站锅炉再热蒸汽系统风压查漏中的应用[J]. 河北电力技术, 2019, 38(4): 23-25. [13] CHEN L, LI Y, CHENG Y, et al.Simulation analysis of outboard gas status for spacecraft gas leakage in-orbit[J]. Mapan, 2019, 34(1): 105-112. [14] 芮小博, 李一博, 刘圆圆. 采用幅度谱索引法的航天器密封结构泄漏点定位方法[J]. 航天器工程, 2019, 28(2): 55-60. [15] 张强. 航天器接触式密封结构界面建模与泄漏机理研究[D]. 长沙: 国防科技大学, 2018: 1-14. [16] 李鹏, 陆一, 杨佳康, 等. 压力容器气体泄漏中的FSWT和SVM联合检测方法[J]. 电子器件, 2021, 44(4): 1011-1018. [17] ZHENG X L, WANG Q, XUE S, et al.A beamforming-based joint estimation method for gas pipeline leak localization[J]. Measurement, 2021, 177: 109264. [18] LIANG R, ZHANG Z, LI H L, et al.Partial discharge location of power cables based on an improved single-terminal method[J]. Electric Power Systems Research, 2021, 193(5): 107013. [19] GU J C, LIN W, KAN C X.Sound source localization using piezoelectric acoustic metasurfaces[J]. Acoustics Australia, 2020, 48: 455-461. [20] KARAMIKABIR H, AFSHARI M, LAK F.Wavelet threshold based on Stein′s unbiased risk estimators of restricted location parameter in multivariate normal[J]. Journal of Applied Statistics, 2020, 48(10): 1712-1729. |
[1] | 袁翠平, 眭宵翔, 李征, 李文斌, 张子罡, 张海峰. 面向凝汽器检漏需求的多工质泄漏研究*[J]. 真空, 2023, 60(4): 42-46. |
[2] | 陈联, 沈留兵, 李棉峰, 丁栋, 孙冬花, 赵澜, 潘艳芝, 孙雯君, 成永军. 共底贮箱氢氧泄漏监测设备研制*[J]. 真空, 2023, 60(1): 51-56. |
[3] | 李宏宇, 苏东平, 代明桥, 孙立志, 窦威, 彭光东. 大型航天器漏率检测系统设计与性能分析[J]. 真空, 2022, 59(6): 10-16. |
[4] | 张海峰,孙立臣,汪力,刘恩均,史纪军,孙立志. 载人航天器舱门检漏技术研究*[J]. 真空, 2022, 59(4): 8-11. |
[5] | 黄帆, 李斌, 刘轶群, 曹晖. 纸质条码对燃料棒的氦检漏输出值影响及解决方法[J]. 真空, 2021, 58(5): 89-92. |
[6] | 吕乾乾, 孙振川, 周建军, 杨振兴, 陈瑞祥, 游慧杰. 低真空管道系统性能室内实验研究*[J]. 真空, 2021, 58(3): 7-12. |
[7] | 贺平. 复合材料筒体泄漏率测试方法研究[J]. 真空, 2020, 57(6): 54-58. |
[8] | 曹晖, 黄帆, 齐世金, 杨佳, 陈耀, 王敏. TVS-2M燃料棒用氦检漏预装盒上料装置研制[J]. 真空, 2020, 57(6): 59-63. |
[9] | 张海峰, 孙立臣, 郭崇武, 齐飞飞, 李文斌. 生物试验载荷压升法总漏率测试技术研究*[J]. 真空, 2020, 57(4): 46-49. |
[10] | 王凯, 崔寓淏, 刘胜. 基于FMECA的ZQJ-291H型氦质谱检漏仪可靠性分析[J]. 真空, 2019, 56(3): 48-51. |
[11] | 赵澜, 成永军, 孙雯君, 陈联, 冯天佑, 吉康. 静态累积比较法真空漏孔校准方法研究[J]. 真空, 2019, 56(3): 44-47. |
[12] | 陈鑫, 陈金龙, 朱根良, 徐红兵, 付猷昆. HL-2M氦回收纯化系统建设[J]. 真空, 2019, 56(2): 16-18. |
[13] | 刘兴悦, 王振, 窦仁超, 崔寓淏, 杨定魁. 基于莱宝检漏仪的航天器总漏率测试技术研究[J]. 真空, 2019, 56(2): 62-65. |
[14] | 王春明, 张明达, 苏玉萍. 真空应用设备检漏方法的探讨[J]. 真空, 2019, 56(1): 52-55. |
[15] | 武 越, 鄂东梅, 杜 鹏, 郭子寅, 陈时雨, 王 晶 . 航天器密封舱连接处漏率检测方法[J]. 真空, 2018, 55(6): 1-4. |
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