本文關(guān)鍵詞：液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰光譜采集系統(tǒng)研究與應(yīng)用

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【摘要】：在我國航天技術(shù)領(lǐng)域,羽焰光譜檢測技術(shù)作為新型傳感器技術(shù),已逐步在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)健康監(jiān)控中得到使用。羽焰光譜檢測技術(shù)是一種先進(jìn)而有效的非接觸型檢測手段,整個(gè)檢測過程不需要接觸火箭發(fā)動(dòng)機(jī)任何部件而獲得有效的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)故障診斷有著重要意義。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)生異常燃燒時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)部件發(fā)生磨損燒蝕,構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)部件的金屬元素會(huì)伴隨著點(diǎn)火過程,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰中產(chǎn)生特征譜線。本課題通過研究原子輻射理論及大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,發(fā)動(dòng)機(jī)燒蝕產(chǎn)生的金屬元素特征譜強(qiáng)度與金屬元素濃度相關(guān),而發(fā)動(dòng)機(jī)燒蝕程度決定了進(jìn)入羽焰的金屬濃度,因此可以通過監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰光譜判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。課題中結(jié)合液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)故障的羽焰原子光譜仿真結(jié)果,通過采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、集成,實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)光譜的對(duì)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)的采集、傳輸；通過自行開發(fā)的軟件,實(shí)現(xiàn)了金屬元素特征譜識(shí)別。該系統(tǒng)經(jīng)過標(biāo)定后進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)地面點(diǎn)火搭載試驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性、可靠性。應(yīng)用本課題設(shè)計(jì)開發(fā)的羽焰光譜采集系統(tǒng),通過搭載液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn),獲取光譜數(shù)據(jù),檢測出相關(guān)金屬元素的特征譜,得到金屬特征譜和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件磨損之間的關(guān)系,為發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的故障檢測與診斷提供新的方法和可靠客觀數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：羽焰光譜采集 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 故障診斷 地面試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V434
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 本文研究的問題的研究進(jìn)展9-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容11-13
• 第二章 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰常見金屬仿真譜13-33
• 2.1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰特性13-14
• 2.2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰常見金屬仿真譜14-31
• 2.2.1 金屬發(fā)射光譜分析的理論基礎(chǔ)14-23
• 2.2.2 金屬元素單個(gè)原子譜線計(jì)算23-26
• 2.2.3 羽焰金屬元素仿真譜26-31
• 2.3 本章小結(jié)31-33
• 第三章 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證33-55
• 3.1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰光譜采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)33-38
• 3.1.1 采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)介紹33-34
• 3.1.2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰光譜采集系統(tǒng)性能要求34-38
• 3.2 羽焰采集系統(tǒng)硬件集成38-44
• 3.2.1 前置光學(xué)系統(tǒng)38-40
• 3.2.2 光譜儀40-43
• 3.2.3 網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)43-44
• 3.3 羽焰采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)44-47
• 3.3.1 數(shù)據(jù)分析軟件原理44
• 3.3.2 數(shù)據(jù)分析軟件實(shí)現(xiàn)44-47
• 3.4 羽焰光譜采集系統(tǒng)標(biāo)定與校準(zhǔn)測試47-51
• 3.4.1 測試目標(biāo)47
• 3.4.2 測試環(huán)境及過程47-48
• 3.4.3 測試結(jié)果48-51
• 3.5 羽焰光譜采集系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)51-54
• 3.5.1 汽油噴燈模擬實(shí)驗(yàn)51
• 3.5.2 電焊模擬實(shí)驗(yàn)51-52
• 3.5.3 氣氧/煤油模擬實(shí)驗(yàn)52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰光譜采集系統(tǒng)地面搭載試驗(yàn)55-69
• 4.1 地面搭載試驗(yàn)流程55-56
• 4.1.1 采集系統(tǒng)現(xiàn)場布局55
• 4.1.2 地面試車搭載試驗(yàn)步驟55-56
• 4.2 羽焰采集系統(tǒng)適應(yīng)性調(diào)整56-57
• 4.2.1 預(yù)研階段56
• 4.2.2 試樣階段56-57
• 4.2.3 正樣階段57
• 4.3 數(shù)據(jù)分析方法簡介57-58
• 4.3.1 元素分析58
• 4.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)工況分析58
• 4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析58-66
• 4.4.1 20130408 搭載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析58-61
• 4.4.2 20130505 搭載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析61-64
• 4.4.3 20130519、20130522二次搭載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-69
• 第五章 結(jié)論及展望69-71
• 5.1 結(jié)論69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 致謝73-75
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果75

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