[发明专利]航天器微流星和空间微小碎片撞击定位方法在轨验证装置

说明书

技术领域

本发明涉及航天设备技术领域，尤其是一种航天器微流星和空间微小碎片声发射传感器撞击定位方法在轨验证装置，主要用于空间站等载人航天器微流星和空间微小碎片撞击预警。

背景技术

基于声发射传感器的航天器微流星和空间微小碎片撞击快速定位技术，具有无损探测、实时响应、轻小低功耗的突出优势，然而，由于声发射传感器对震动响应非常灵敏，且空间站属于大型载人航天器，结构复杂，各种仪器和宇航员活动造成的干扰信号都会引起声发射系统的预警响应，这就使得该定位技术在轨验证可信度不高，无法确定信号是否是真实的微流星和空间微小碎片撞击信号。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种航天器微流星和空间微小碎片撞击定位方法在轨验证装置，结构巧妙，使用方便。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种航天器微流星和空间微小碎片撞击定位方法在轨验证装置，为开口的箱式结构，该开口处用柔性压电薄膜传感器进行密封，底面为传感器安装基板，在该传感器安装基板的外侧面上设有声发射传感器。

进一步地，该声发射传感器设有至少四个，均匀分布在传感器安装基板上。

进一步地，该柔性压电薄膜传感器采用聚偏氟乙烯两侧镀金属铝结构。

进一步地，该传感器安装基板为1mm～15mm厚的铝合金或钛合金金属基板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过两种传感器相组合来滤除声发射传感器干扰信号，从而为空间飞行器微流星和空间微小碎片声发射撞击定位方法提供具有较高可信度的在轨验证方法。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1是柔性压电薄膜传感器，2是装置外壳结构，3是声发射传感器安装基板，4是声发射传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种具有较高可信度的航天器微流星和空间微小碎片撞击定位方法在轨验证装置，由柔性压电薄膜传感器1及框架、声发射传感器4，传感器安装基板3和结构2四部分组成。柔性压电薄膜1粘贴在框架上后被安装在最前端，后面是四角安装有声发射传感器基板用于撞击定位试验，两部分传感器安装在一个立方体结构中，采用电缆与数据处理不过分相连接。。

采用前置柔性压电薄膜传感器1作为空间微小碎片和微流星探测器，后面放置声发射传感器4阵列作为撞击定位探测器，只有当前置柔性压电薄膜传感器1被微流星和空间微小碎片撞击穿透后有撞击信号产生时，才会记录声发射撞击定位传感器的信号，通过两种传感器相组合来滤除声发射传感器干扰信号，从而为空间飞行器微流星和空间微小碎片声发射撞击定位方法提供具有较高可信度的在轨验证方法。

本发明装置搭载在空间站等航天器上在轨飞行期间，当微流星或空间微小碎片撞击在柔性压电薄膜1上后，由于薄膜很薄，只有10μm厚，微流星或空间微小碎片速度很快，在3km/s-20km/s左右，动量很高，因此能轻易穿透柔性压电薄膜1然后撞击在后面用于撞击定位验证试验的金属基板3上，基板受撞击会产生振动波，振动波被声发射传感器接受后通过四个传感器4接受到信号的时间差和各自位置就可以确定撞击发生的位置。通过在数据处理电路进行设定，对没有柔性压电薄膜撞击信号的声发射信号进行过滤，就可以获得较高可信度的在轨验证试验结果。

采用10μm厚的聚偏氟乙烯两侧镀金属铝作为电极，作为柔性压电薄膜传感器，将其粘贴在框架上，然后整体安装到探测器前段，探测后后端安装一个3mm厚的铝合金基板，或为1mm～15mm厚的钛合金金属基板，基板四周安装四个声发射传感器，除了探测器前段部分，其它各面采用铝合金盖板封住。后端预留电缆接头与数据处理部分连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。