一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统及方法与流程

本发明涉及火箭子级回收，特别是一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统及方法。

背景技术：

1、火箭子级回收技术是开启廉价太空探索时代的核心钥匙；在现代火箭发射成本中，燃料费用占比不超过总成本的千分之五，火箭子级箭体本身成本在火箭发射成本中占重要部分，因此火箭子级回收技术能够有效改变火箭发射的成本结构，为大规模卫星组网任务提供支持。

2、目前研究方向也是希望通过火箭子级回收的方式节省发射成本，以此来实现天地往返的航班化发射。目前，已有试验箭完成了1公里级垂直起飞及降落飞行试验，试验箭在爬升和下落的过程中同时进行横向移动，最后降落至距离着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位；代表着火箭子级回收技术获得巨大进步。

3、但是现有技术中，在火箭子级回收后，需要对子级箭体进行全方位的“体检”才能进行下次的航天作业；大多需要0.5天~7天不等的时间才能完成火箭子级箭体的无损检测，是火箭“航班化发射”服务流程中耗时最长，也是最易出问题的一个步骤。

4、现有火箭子级箭体缺陷检测方法缺点主要有：1、不易实现自动化，需要工作人员现场检测；2、可靠性较低，人为因素影响容易引起误差，降低检测的可靠性；3、很难实现缺陷的初步量化，难以对缺陷的危害程度进行初步评估；4、检测效率低下且在特定的缺陷检测情形下会存在污染；5、成本高昂，目前火箭发射场都处于偏僻、远离人烟的地方或者是大海海面，每次火箭子级回收任务完成后，都需要配备大量专业技术人员进驻发射场对回收后的火箭子级箭体进行检测，耗费人力、物力；6、严重影响发射频次，现有火箭子级缺陷检测方案大多需要0.5天~7天时间，严重影响高频次发射能力；而较为先进的技术可实现每6.1天发射一次，火箭发射频次已经是衡量有效载荷运载能力的重要指标之一。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统及方法，可以实现对火箭子级回收箭体的自动化无损缺陷检测。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统，包括在火箭子级回收箭体内壁行走的至少一个测试节点。

3、所述测试节点包括：永磁体，用于磁化被测火箭子级回收箭体内壁，产生电磁场。

4、磁传感器组，用于获取所述永磁体磁化被测火箭子级回收箭体内壁产生的电磁场的磁场信息。

5、位置检测传感器组，用于获取所述测试节点的位置信息。

6、与所述永磁体、磁传感器组、位置检测传感器组分别连接的电子舱，用于对所述磁场信息和所述测试节点的位置信息进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果发送给上位机解码分析，得到被测火箭子级回收箭体是否存在缺陷的检测结果。

7、可选的，所述磁传感器组包括：第一磁传感器和第二磁传感器，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器关于所述电子舱对称设置。

8、可选的，所述电子舱的第一端连接所述永磁体，第二端通过第一皮碗与固定装置连接。

9、可选的，所述固定装置通过连接杆连接里程轮，所述位置检测传感器组设置于所述里程轮内。

10、可选的，所述永磁体端部还连接有第二皮碗。

11、可选的，所述电子舱包括：无线射频模块，用于接收所述磁传感器组发送的磁场信息和接收位置检测传感器组发送的测试节点位置信息，并将信息发送给调理采集模块；调理采集模块，用于对接收到的所述磁场信息和所述测试节点位置信息进行滤波运放处理，得到处理后的信息并发送给主控模块；主控模块，用于对接收到的信息进行混合编帧，得到编帧结果。

12、可选的，所述调理采集模块包括：调理电路，用于对所述磁场信息和所述测试节点位置信息首先进行一次一阶低通滤波和一级运放，而后进行一次一阶高通滤波和二级运放，得到滤波运放结果；对所述滤波运放结果进行一次三级运放处理后，得到目标信号，并输出。

13、可选的，所述电子舱内还包括以下至少一项：存储模块，用于存储经所述主控模块混合编帧后的数据；电源模块，用于为所述主控模块和调理采集模块供电；无线通信模块，用于将所述存储模块储存的编帧后的数据发送至上位机解码分析。

14、本发明还提供一种火箭子级回收箭体缺陷检测方法，包括：获取磁传感器组采集的电磁场信息和位置检测传感器组采集的测试节点位置信息；所述电磁场信息是所述永磁体磁化被测箭体后产生的电磁场信息；对所述电磁场信息和所述测试节点位置信息进行滤波运放、混合编帧和存储，得到存储结果；将所述存储结果发送给上位机解码分析，得到被测箭体缺陷检测结果。

15、可选的，对磁场信息和所述测试节点的位置信息进行滤波运放、混合编帧和存储，得到存储结果，包括：通过调理采集模块对接收到的磁场信息和测试节点位置信息进行滤波运放处理，得到处理后的信息并发送给主控模块；所述主控模块对数据进行混合编帧，得到编帧结果并送给存储模块存储。

16、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：本发明的上述方案，通过永磁体，用于磁化被测火箭子级回收箭体内壁，产生电磁场；磁传感器组，用于获取所述永磁体磁化被测火箭子级回收箭体内壁产生的电磁场的磁场信息；位置检测传感器组，用于获取所述测试节点的位置信息 ；与所述永磁体、磁传感器组、位置检测传感器组分别连接的电子舱，用于对所述磁场信息和所述测试节点的位置信息进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果发送给上位机解码分析，得到被测火箭子级回收箭体是否存在缺陷的检测结果；可以实现对火箭子级回收箭体的自动化无损缺陷检测。

技术特征：

1.一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，包括在火箭子级回收箭体内壁行走的至少一个测试节点，所述测试节点包括：

2.根据权利要求1所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述磁传感器组包括：第一磁传感器（41）和第二磁传感器（42），所述第一磁传感器（41）和所述第二磁传感器（42）关于所述电子舱（3）对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述电子舱（3）的第一端连接所述永磁体（1），第二端通过第一皮碗（5）与固定装置（6）连接。

4.根据权利要求3所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述固定装置（6）通过连接杆（7）连接里程轮（8），所述位置检测传感器组（2）设置于所述里程轮（8）内。

5.根据权利要求3所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述永磁体（1）端部还连接有第二皮碗（9）。

6.根据权利要求1所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述电子舱（3）包括：

7.根据权利要求6所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述调理采集模块包括：

8.根据权利要求6所述的火箭子级回收箭体缺陷检测系统，其特征在于，所述电子舱（3）内还包括以下至少一项：

9.一种火箭子级回收箭体缺陷检测方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的火箭子级回收箭体缺陷检测方法，其特征在于，对磁场信息和所述测试节点的位置信息进行滤波运放、混合编帧和存储，得到存储结果，包括：

技术总结
本发明提供一种火箭子级回收箭体缺陷检测系统及方法，涉及火箭子级回收技术领域；系统包括在火箭子级回收箭体内壁行走的至少一个测试节点，测试节点包括：永磁体，用于磁化被测火箭子级回收箭体内壁，产生电磁场；磁传感器组，用于获取永磁体磁化被测火箭子级回收箭体内壁产生的电磁场的磁场信息；位置检测传感器组，用于获取测试节点的位置信息；与永磁体、磁传感器组、位置检测传感器组分别连接的电子舱，用于对磁场信息和测试节点的位置信息进行处理，得到处理结果，并将处理结果发送给上位机解码分析，得到被测火箭子级回收箭体是否存在缺陷的检测结果；本发明的方案可以实现对火箭子级回收箭体的自动化无损缺陷检测。

技术研发人员：王健,布向伟,彭昊旻,姚颂,魏凯,于继超,郭文正
受保护的技术使用者：东方空间技术（山东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12