一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，屬于航天產品多余物控制技術領域。
【背景技術】
[0002]航天發動機是導彈、火箭和航天器等的推進裝置，其可靠性直接決定了航天系統的性能和壽命。發動機及其管路內的多余物是影響發動機性能的主要原因之一。1992年3月22日，我國與澳大利亞合作的第一顆澳星，由于火箭內存在鋁質多余物而點火失敗并造成了巨大的航天事故。因此，我國將3月22日定為中國航天質量日。
[0003]發動機及其附屬結構的生產制造包含諸多工藝環節，在焊接、組裝等加工過程中會引入各種顆粒，最終封閉在產品內形成多余物；發動機在工作中常處于高加速度或劇烈沖擊下，多余物移動過程具有很大隨機性，或懸浮于腔體內，或掉落在某些接觸部位，可能引起電路短路、管道堵塞、運轉部件卡死，導致飛行試驗失敗，造成嚴重的航天事故。因此，多余物的檢測和控制是航天發動機設計和試驗過程中一項重要內容。
[0004]所謂多余物，是指產品中存在的由外部進入或內部生產與產品規定狀態無關的一切物質。目前，對常見多余物的分類如下:
[0005]金屬多余物:保險絲頭、鉛封塊、鋁封塊、金屬肩、彈簧墊圈碎塊、工具碎塊、導線頭、焊渣、金屬密封件碎塊等；
[0006]非金屬多余物:毛發、漆皮、塑料皮、錦絲線頭、電纜線頭、塑料管、膩子塊、環氧樹脂塊、橡膠皮塊、膠木碎塊、仿羊皮紙肩、膠布塊、綢布、布塊、清洗液殘留物、油類、油膏石棉布、高溫搪瓷碎塊、非金屬密封件碎塊等；
[0007]多余的零部件:平墊片、彈簧墊片、螺釘、螺母、工藝堵蓋、工藝件、螺絲刀、鑷子鉗、其它工具；
[0008]其它多余物:灰塵、指甲肩、鈕扣、硬幣、鑰匙、昆蟲、鞋帶、手套、口罩、氧化物、銹蝕、其它化合物、人體汗水、靜電、火花、各種有害氣體等。
[0009]目前，國內外針對火箭發動機的多余物檢測的研宄則剛剛起步，最常用的方法為人工檢測。包括借助低倍放大鏡或工業內窺鏡檢查，即在試驗前依靠技術人員使用放大鏡等觀察器件內部是否存在多余物。此外，人工檢測還包括轉動聽聲檢查，用于組件和整機的總檢，通過晃動或滾動聽多余物的響聲。人工檢測受被測試件結構影響極大，僅具備檢測器件表層多余物的能力，且檢出多余物的概率極大程度受人員疲勞程度的影響。此外，在檢測過程中易引入發絲、碎肩等其他多余物，并且無法在測量前端器件連接后進行檢測。
[0010]X光鏡檢測法克服了人工檢測的部分不足，使得檢測可在器件密封后進行，該方法主要是對發動機試驗管道和腔體內部檢查。即采用X光照射被測試件，通過觀察X光成像以確定試件是否存在多余物。但該方法的檢測精度易受試件結構和多余物密度的影響，分辨率較低，且成本較高。
【發明內容】
[0011]針對上述問題，本發明提供一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，旨在解決發動機管路傳統多余物檢測方法效率低、精度差、運行狀態不平穩造成機械沖擊干擾等問題。
[0012]本發明的技術方案是:
[0013]一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，主要由超聲波清洗裝置、顆粒物檢測裝置、信號采集裝置和工控計算機組成；
[0014]超聲波清洗裝置包括放液槽、進液管、清洗槽、液位計、超聲波發生器、排液管和集液槽；其中，所述清洗槽通過進液管與放液槽連通，通過排液管與集液槽連通，液位計和超聲波發生器位于清洗槽內；
[0015]顆粒物檢測裝置與集液槽連通，用于檢測洗滌溶劑中的顆粒物的含量；
[0016]信號采集裝置包括微處理器、通訊模塊、信號采集模塊和繼電器模塊；其中，微處理器通過通訊模塊與工控計算機之間建立通訊；微處理器用于控制繼電器模塊向超聲波清洗裝置提供控制信號，控制超聲波清洗裝置的啟動或停止；微處理器用于控制信號采集模塊在清洗前采集液位計測定的液位信息，并在清洗過程結束后采集顆粒物檢測裝置測定的顆粒物?目息；
[0017]工控計算機通過通訊模塊向微處理器發送啟動和停止控制信號，接收并顯示所述液位信息和顆粒物信息。
[0018]進一步地，本發明所述清洗槽的內部由聚四氟乙烯包裹。
[0019]有益效果
[0020]本發明利用超聲波清洗裝置對管路進行檢測及清洗，相比現有的X光人工檢測的方法，其很好的提升清洗的效率，并且具有很高的清洗精度。
【附圖說明】
[0021]圖1為多余物自動檢測及清洗系統結構示意圖。
[0022]圖2為超聲波清洗裝置示意圖。
[0023]圖3為超聲信號采集裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下分別結合附圖，就本技術中涉及發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，給出進一步的說明。
[0025]本發明一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，主要由超聲波清洗裝置1、顆粒物檢測裝置2、信號采集裝置3和工控計算機4組成，如圖1所示；
[0026]如圖2所示，超聲波清洗裝置I包括放液槽5、進液管6、清洗槽7、液位計8、超聲波發生器、排液管10和集液槽11 ;其中，所述清洗槽7通過進液管6與放液槽5連通，通過排液管10與集液槽11連通，液位計8和超聲波發生器9位于清洗槽7內；顆粒物檢測裝置2與集液槽11連通，用于檢測洗滌溶劑中的顆粒物的含量。
[0027]如圖3所示，信號采集裝置3包括微處理器12、通訊模塊13、信號采集模塊14和繼電器模塊15 ;其中，微處理器12通過通訊模塊13與工控計算機之間建立通訊，通訊模塊13接收到工控計算機4發送的啟動命令時開始工作，接收到工控計算機4發送的停止命令則停止工作；微處理器12用于控制繼電器模塊15向超聲波清洗裝置I提供控制信號，控制超聲波清洗裝置I的啟動或停止清洗；微處理器12用于控制信號采集模塊14在清洗前采集液位計8測定的液位信息，并在清洗過程結束后采集顆粒物檢測裝置2測定的顆粒物信息；工控計算機4通過通訊模塊向微處理器12發送啟動和停止控制信號，接收并顯示所述液位信息和顆粒物信息。
[0028]開始清洗時，將發動機管路置于清洗槽7內，放液槽5通過進液管6向清洗槽7內放洗滌溶劑，液位計8能夠實時監測清洗槽7內液體的液位，由采集模塊采集液位計8監測的液位信息，若液面未達到滿足程序設定要求則觸發放液槽5向清洗槽7內放洗滌溶劑9，至洗滌溶劑9達到程序設定要求。當液位信息達到設定要求后，由工控計算機4通過通訊模塊13向微處理器12發出啟動指令，清洗槽7內的超聲波發生器發出高頻振蕩信號，促使洗滌溶劑9通過高頻共振對清洗槽內管路的污垢進行清洗。
[0029]清洗結束后，清洗槽7內的洗滌溶劑9通過排液管10流入集液槽11，部分洗滌溶劑9流入顆粒物檢測裝置2。顆粒物檢測裝置2實時檢驗洗滌溶劑樣本的多余物顆粒大小和數量:若清洗結果未達到規定的多余物含量，則由信號采集模塊14采集顆粒物檢測裝置2的檢測的多余物信息，通過通訊模塊13向工控計算機4發送檢測的多余物信息，通過工控計算機4顯示。若洗滌溶劑9樣本中的顆粒物含量未達到規定的顆粒物含量等級，通過通訊模塊13向微處理器12發出啟動指令，微處理器12通過繼電器模塊15向超聲波清洗裝置提供控制信號，對發動機管路進行二次清洗，至檢定的多余物含量達到規定標準為止。若顆粒物檢測裝置2連續三次檢測結果相同，且均超出規定的顆粒物含量規定標準，則認為洗滌溶劑9已飽和。此時，將清洗槽7和集液槽11內現有的液體排出，放液槽5重新放液，并重復上述清洗步驟。
[0030]為了保證發動機管路在清洗過程中不受震蕩或沖擊，本發明所述清洗槽7的內部由聚四氟乙烯包裹。
[0031]本發明微處理器12選用STM32107VCT6芯片。
[0032]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，其特征在于，主要由超聲波清洗裝置(I)、顆粒物檢測裝置(2)、信號采集裝置(3)和工控計算機(4)組成； 超聲波清洗裝置(I)包括放液槽(5)、進液管(6)、清洗槽(7)、液位計(8)、超聲波發生器、排液管(10)和集液槽(11);其中，所述清洗槽(7)通過進液管(6)與放液槽(5)連通，通過排液管(10)與集液槽(11)連通，液位計(8)和超聲波發生器(9)位于清洗槽(7)內；顆粒物檢測裝置(2)與集液槽(11)連通，用于檢測洗滌溶劑中的顆粒物的含量；信號采集裝置⑶包括微處理器(12)、通訊模塊(13)、信號采集模塊(14)和繼電器模塊(15);其中，微處理器(12)通過通訊模塊(13)與工控計算機之間建立通訊；微處理器(12)用于控制繼電器模塊(15)向超聲波清洗裝置I提供控制信號，控制超聲波清洗裝置(I)的啟動或停止；微處理器(12)用于控制信號采集模塊(14)在清洗前采集液位計(8)測定的液位信息，并在清洗過程結束后采集顆粒物檢測裝置(2)測定的顆粒物信息； 工控計算機(4)通過通訊模塊向微處理器(12)發送啟動和停止控制信號，接收并顯示所述液位信息和顆粒物信息。
2.根據權利要求1所述液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，其特征在于，所述清洗槽(7)的內部由聚四氟乙烯包裹。
【專利摘要】本發明提供一種液體火箭發動機管路多余物自動檢測及清洗系統，主要由超聲波清洗裝置、顆粒物檢測裝置、信號采集裝置和工控計算機組成；超聲波清洗裝置包括放液槽、進液管、清洗槽、液位計、超聲波發生器、排液管和集液槽；其中，所述清洗槽通過進液管與放液槽連通，通過排液管與集液槽連通，液位計和超聲波發生器位于清洗槽內；顆粒物檢測裝置與集液槽連通；信號采集裝置包括微處理器、通訊模塊、信號采集模塊和繼電器模塊；工控計算機通過通訊模塊向微處理器發送啟動和停止控制信號，接收并顯示所述液位信息和顆粒物信息。
【IPC分類】G01N15-02, B08B3-12, G01N15-06
【公開號】CN104588362
【申請號】CN201510008479
【發明人】曹純, 凌思睿, 王成剛, 張偉, 馬軍強, 丁博深, 李志剛, 陳鋒, 于濤, 管理, 耿衛國
【申請人】北京航天試驗技術研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月8日