一种航天器贮箱多余物检测分析系统技术方案

近年来随着我国新型号的研制投产，对运载火箭贮箱的质量也提出了更高的要求，贮箱多余物清理上的要求标准也更加严格。本发明专利技术提出一种航天器贮箱多余物检测分析系统及方法，所述系统包括多级过滤装置、烘干装置、称重装置和多余物尺寸分析装置，多级过滤装置设置在航天器贮箱的清洗介质泄出管路上，用于分尺寸收集多余物，烘干装置用于烘干多余物，称重装置用于对多余物进行称重，多余物尺寸分析装置用于识别多余物中颗粒的尺寸。检测时利用检测系统对收集到的多余物进行烘干，然后对多余物进行量化分析，并对照控制标准进行评定，最后通过人工进箱确认的方式进行验收复核。

A Spacecraft Tank Redundancy Detection and Analysis System

【技术实现步骤摘要】
一种航天器贮箱多余物检测分析系统
本专利技术属于航天器贮箱多余物检测领域，尤其是用于航天器贮箱多余物检测分析的技术。
技术介绍
现阶段，我国燃料贮箱在清理完成后，对清理效果的评价仍采用人工目视定性检查的方式，包括直接目视检查；采用胶布反复粘贮箱内表面，检查是否有多余物被粘起。现有清理效果检查方法，存在的如下缺点：现有方法最终清理效果依靠人工目视检查，不对清理出的多余物进行收集，更没有方法进行量化评价，只能定性评判；由于作业人员技能水平、工作状态、视觉灵敏度等方面的差异性，导致贮箱多余物评定的效果因人而异，一致性无法保证；现有人工检查方式，劳动强度大，通常需要反复检查才能完成，且在箱内有限空间作业，工作环境条件差。
技术实现思路
基于此，本专利技术提出一种航天器贮箱多余物检测分析系统，采用的技术方案如下：一种航天器贮箱多余物检测分析系统，所述系统包括多级过滤装置、烘干装置、称重装置和多余物尺寸分析装置，多级过滤装置设置在航天器贮箱的清洗介质泄出管路上，用于分尺寸收集多余物，烘干装置用于烘干多余物，称重装置用于对多余物进行称重，多余物尺寸分析装置用于识别多余物中颗粒的尺寸。进一步的，称重装置包括微量天平，称重装置的测量精度不低于0.01g。进一步的，烘干装置包括蒸发皿和烘干箱。进一步的，多级过滤装置包括若干过滤网，过滤网的过滤精度范围包括10μm～100μm，若干过滤网沿清洗介质流动方向依次设置，若干过滤网的过滤精度沿清洗介质流动方向逐步增加，过滤网通过橡胶与清洗介质泄出管路密封连接，相邻过滤网间的管路上设有取样口。进一步的，过滤网包括金属织网加骨架式过滤网和金属烧结式过滤网；过滤网的表面光滑。进一步的，过滤网本身应有足够的承载能力，至少满足0.2MPa动载冲击要求。进一步的，多余物尺寸分析装置包括透光平板和高清成像装置，透光平板用于放置多余物，高清成像装置用于获取透光平板指定区域内的多余物图像。进一步的，多余物尺寸分析装置还包括面光源，面光源和高清成像装置位于透光平板的两侧。进一步的，多余物尺寸分析装置还包括图像识别系统，图像识别系统包括图像拼接单元、多余物外貌识别单元和多余物粒径统计单元。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：利用本专利技术提出的检测分析装置可以实现火箭贮箱多余物控制状况的量化分析评定，实现了定性到定量的提升。本专利技术的另一目的在于提出一种航天器贮箱多余物检测分析方法，采用的技术方案如下：一种航天器贮箱多余物检测分析方法，包括步骤：S1.通过多级过滤装置对多余物进行分级采集；S2.通过烘干装置将多余物进行烘干；S3.利用称重装置对多余物进行称重；S4.将烘干后的多余物分区域放置在透光平板上，并利用洁净无尖无角的工具将多余物分散拨开；S5.调节位于透光平板下方的面光源，直至清晰的显示位于透光平板上多余物的轮廓，高清成像装置按指定的轨迹分区域拍摄成像；S6.图像识别系统对分区域拍摄的图像进行拼接，并计算出多余物的实际粒径，并统计不同区间多余物中颗粒的数量；S7.根据量化评价标准判断是否需要重新进行清理，当满足量化标准，不需要重新清理时，工人进入航天器贮箱再次检查确认，若目视无可见多余物则生成检测报告。进一步的，量化标准中，量化指标包括每单位面积的多余物重量，每单位体积的不同区间多余物中颗粒的数量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.探索出了称重法和尺寸测量法相结合的方式对贮箱多余物清理效果进行了量化评价，确定了合理可行的检测方法，建立了贮箱多余物等级量化评定指标。对贮箱多余物清理效果的评价由传统的人工目视定性检查提升为设备定量评定的方式。2.提升了贮箱多余物清理效果评定的可靠性：利用检测手段进行量化分析，然后对照指标进行评定，避免了作业人员本身技能水平和工作状态对贮箱清理效果评价的影响，有效提高了评定效率和可靠性，减少了人员劳动强度。附图说明图1是实施例中多余物检测分析方法流程图。具体实施方式多余物控制一直是航天产品研制过程中的技术难点、风险点和薄弱环节，是火箭或导弹各个零件、部段、系统的重点控制内容，是实现弹箭成功飞行的关键。贮箱中一旦有多余物存在不仅可能堵塞管路或阀门，还有可能发生发动机爆燃，这将直接影响发射和飞行安全。现有技术中贮箱多余物清理主要采用卧式人工清理的方式，操作者穿戴防护服进入箱体内部清理多余物，多余物的清理采用刮、吹、擦、振动等方法，贮箱多余物的检测方法主要为采用胶布反复粘贮箱内表面，检查是否有多余物被粘起。本实施例中，利用超声波的特殊效应达到清洗贮箱的目的，具体为采用超声波清洗器，利用纯水作为清洗液对贮箱内部进行振动清洗，将清洗液排出后，将超声波清洗器换成水射流喷头，深入贮箱中，采用去离子水在贮箱内壁自上而下进行清洗，直至检测合格后取出喷头。本实施例中，去离子水泄出管路上设有多级过滤网，多级过滤网沿清洗介质流动方向依次设置，且过滤精度沿清洗介质流动方向逐步增加，过滤网通过橡胶与清洗介质泄出管路密封连接，相邻过滤网间的管路上设有取样口。其中设置多级过滤网的意义在于，避免因单过滤网筛选粒径设置过小导致多余物堆积，沿程阻力过大，或者因单过滤网筛选粒径设置过大导致收集不全面问题。本实施例中，多余物检测方法为：步骤1.通过多级过滤网对多余物进行分级采集；步骤2.通过烘干装置将多余物进行烘干。烘干时可采用蒸发皿或烘干箱进行干燥，烘干温度不应高于100℃。当采用烘干箱热风干燥时，应首先对收集器皿采用无纺布或绸布包封，防止热风将多余物吹走；步骤3.采用标准砝码对微量天平进行校准，校准后对多余物进行称重，并记录重量；步骤4.将烘干后的多余物分区域放置在透光平板上，并利用洁净无尖无角的工具将多余物分散拨开；步骤5.调节位于透光平板下方的面光源，对透光平板上侧放置的多余物的轮廓进行示廓，使其在透光平板上方安装的高清成像装置的成像底片上形成多余物的阴影，无多余物处则显示为面光源透过平板的颜色(白色等较浅颜色)；透光平板也可以无下侧的面光源，此时高清成像装置提供光源，利用反射光在成像底片上进行成像；步骤6.高清成像装置按指定的轨迹分区域拍摄成像，分区域拍摄的意义在于，由于摄像精度(放大倍数)越高则视场越小，在保持高精度成像的前提下，为扩大扫描视场，将测量平台分为数量不等的区域；步骤7.图像识别系统对分区域拍摄的图像进行拼接，其中图像识别系统中图像拼接单元可以识别相邻成像区域之间重叠部分的大小，删除一侧重叠的部分，再将图像按照处理后的边界无缝拼接在一起；步骤8.多余物外貌识别单元计算出多余物的实际粒径，具体为多余物外貌识别单元通过相邻像素之间的色度差来确定是否为颗粒物的边缘，进而确定单个多余物颗粒的二维投影图像，并获得该二维投影图像的尺寸和面积，利用事先测算得出的像素与颗粒物实际尺寸的换算比例尺，计算出该多余物颗粒的实际粒径大小和表面积，完成对于单个多余物的尺寸分析；步骤9.多余物粒径统计单元统计不同尺寸区间多余物中颗粒的数量，输出不同尺寸区间多余物颗粒的数量分布情况；步骤10.根据量化评价标准判断是否需要重新进行清理，当满足量化标准，不需要重新清理时，人员进入航天器贮箱再次检查确认，人员进箱检查确认贮箱内表面的清理效果时，应确保目视无可见多余物，对不易清理的夹缝位置处应重点检查，若目视无可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，所述系统包括多级过滤装置、烘干装置、称重装置和多余物尺寸分析装置，多级过滤装置设置在航天器贮箱的清洗介质泄出管路上，用于分尺寸收集多余物，烘干装置用于烘干多余物，称重装置用于对多余物进行称重，多余物尺寸分析装置用于识别多余物中颗粒的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，所述系统包括多级过滤装置、烘干装置、称重装置和多余物尺寸分析装置，多级过滤装置设置在航天器贮箱的清洗介质泄出管路上，用于分尺寸收集多余物，烘干装置用于烘干多余物，称重装置用于对多余物进行称重，多余物尺寸分析装置用于识别多余物中颗粒的尺寸。2.如权利要求1所述一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，多级过滤装置包括若干过滤网，过滤网的过滤精度范围包括10μm～100μm，过滤网沿清洗介质流动方向依次设置，过滤网的过滤精度沿清洗介质流动方向逐步增加，过滤网通过橡胶与清洗介质泄出管路密封连接，相邻过滤网间的管路上设有取样口。3.如权利要求2所述一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，过滤网包括金属织网加骨架式过滤网和金属烧结式过滤网；过滤网的表面光滑。4.如权利要求1所述一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，多余物尺寸分析装置包括透光平板和成像装置，透光平板用于放置多余物，成像装置用于获取透光平板指定区域内的多余物图像。5.如权利要求4所述一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，多余物尺寸分析装置还包括面光源，面光源和成像装置位于透光平板的两侧。6.如权利要求4或5所述任意一种航天器贮箱多余物检测分析系统，其特征在于，多余物尺寸分析装置还包括图...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建岭，杜正勇，顾中华，王日杰，张鑫，王惠苗，韩磊，郑金涛，刘琦辉，魏强，李庆庆，赵英杰，王昆，丁吉坤，孟旭，
申请(专利权)人：天津航天长征火箭制造有限公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12