[发明专利]航天器在轨泄漏定位方法和系统

权利要求书

1.一种航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，用于对航天器的加强筋薄板结构(1)的泄漏源(10)位置进行接触式检测，该方法包括：

在加强筋薄板结构(1)上设置阵列传感器(2)以接收泄漏源(10)位置产生的声波信号并采集声波信号；

对采集的声波信号进行时域处理；

对经时域处理后的声波信号执行时间反转过程以输出可视化图像；

根据图像中的特征确定泄漏源(10)的位置。

2.根据权利要求1所述的航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，所述在加强筋薄板结构(1)上设置阵列传感器(2)以接收泄漏源(10)位置产生的声波信号并采集声波信号的步骤包括：

在加强筋薄板结构(1)上与加强筋相反的表面设置多个阵列传感器(2)形成分布式传感器网络，利用多个阵列传感器(2)接收泄漏源(10)位置产生的声波信号；

采集阵列传感器(2)接收到的声波信号。

3.根据权利要求1所述的航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，所述对采集的声波信号进行时域处理的步骤包括：

基于不同模态、不同频率声波与加强筋结构的作用机理，确定声波信号的传播模态和频率范围；

对阵列传感器(2)接收到的声波信号进行时域加窗函数处理，提取S0模态的兰姆波。

4.根据权利要求1所述的航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，所述对经时域处理后的声波信号执行时间反转过程以输出可视化图像的步骤包括：

将经时域处理后的声波信号转换为频域信号；

选择频率范围，构建多态响应矩阵；

对所述多态响应矩阵进行奇异值分解，得到奇异值和对应的奇异向量；

根据奇异值的分布特征，将奇异向量划分为信号子空间和噪声子空间；

基于阵列传感器(2)的位置信息，定义导向矢量；

根据所述信号子空间和所述导向矢量共同定义时间反转成像函数；

根据时间反转成像函数，对转换为频域信号的声波信号进行时间反转处理以转换为包括具有不同强度值的像素点的图像。

5.根据权利要求4所述的航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，

所述时间反转成像函数如下：

其中，g(r,ω)表示导向矢量，U_S和V_S表示信号子空间，Δω表示带宽，N_ω表示带宽范围内的频率点数目，上标H表示矩阵的共轭转置，上标*表示矩阵的共轭。

6.根据权利要求4所述的航天器在轨泄漏定位方法，其特征在于，所述根据图像中的特征确定泄漏源(10)的位置的步骤包括：

提取所述图像中的强度峰值的位置信息，确定为泄漏源(10)位置。

7.一种航天器在轨泄漏定位系统，其特征在于，包括：

设置在加强筋薄板结构(1)上的阵列传感器(2)，用于接收泄漏源(10)位置产生的声波信号；

数据采集模块(3)，用于采集阵列传感器(2)所接收的声波信号；

检测装置(4)，用于对采集的声波信号进行基于声学时间反转处理以获得加强筋薄板结构(1)的泄漏源(10)的位置，其中，所述检测装置(4)包括：

时域处理模块(40)，用于对采集的声波信号进行时域处理；

时间反转模块(41)，用于对经时域处理后的声波信号执行时间反转过程以输出可视化图像；

位置确定模块(42)，用于根据图像中的特征确定泄漏源(10)的位置。

8.根据权利要求7所述的航天器在轨泄漏定位系统，其特征在于，

所述阵列传感器(2)包括由设置在加强筋薄板结构(1)上与加强筋相反的表面的多个阵列传感器(2)，多个阵列传感器(2)的分布式传感器网络。