[发明专利]基于非线性声腔共振的贮箱剩余体积测量方法和装置

权利要求书

1.一种基于非线性声腔共振的贮箱剩余体积测量方法，其特征在于，在盛装有推进剂的贮箱(10)的开口处设置与所述开口连通的管道(20)，所述贮箱(10)内推进剂的液面与所述贮箱(10)的内壁围成声腔(11)，所述贮箱(10)与所述管道(20)构成声腔共振系统；所述测量方法包括以下步骤：

在所述管道(20)的出口处提供具有第一强度的声波激励信号，以对所述声腔(11)内气体形成线性扰动；

检测所述声腔(11)内回声信号的频谱，初步获得所述声腔(11)的共振频率f₁；

提供具有第二强度的声波激励信号，其中，所述第二强度大于所述第一强度，使得声腔共振系统的非线性特征表征明显；

检测所述声腔(11)内相应回声信号的频谱，获得共振频率信号的谐波频率f₂，

根据所述谐波频率f₂获得精确共振频率f₀；

根据所述精确共振频率f₀获得所述贮箱(10)内推进剂剩余体积V_liquid；

所述检测所述声腔(11)内相应回声信号的频谱，获得共振频率信号的谐波频率f₂的步骤包括：通过扫描声腔(11)内相应回声信号在共振频率f₁的N倍附近的频谱，将频谱突变处对应的频率值作为共振频率信号的谐波频率f₂；

所述根据所述谐波频率f₂获得精确共振频率f₀的步骤包括：根据所述谐波频率f₂以及公式获得所述精确共振频率f₀；

所述管道(20)的两端呈开放式，所述管道(20)的长度为l，开口面积为S_n；

所述根据所述精确共振频率f₀获得所述贮箱(10)内推进剂剩余体积V_liquid的步骤包括：

由所述精确共振频率f₀结合所述精确共振频率f₀与推进剂剩余体积V_liquid的关系：

其中，V_total为贮箱(10)总体积，δ为末端修正系数，c为声波传播速度，获得推进剂剩余体积V_liquid。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，

所述检测所述声腔(11)内相应回声信号的频谱，获得共振频率信号的谐波频率f₂的步骤包括：检测所述声腔(11)内相应回声信号在所述共振频率f₁的3倍附近的频谱，获得共振频率信号的谐波频率f₂；

所述根据所述谐波频率f₂获得精确共振频率f₀的步骤包括：根据所述谐波频率f₂以及公式获得所述精确共振频率f₀。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，

所述声波激励信号为脉冲激励信号、阶跃激励信号、周期激励信号中任一种。