专利名称：一种检测台及利用这种检测台的航天电子设备多余物自动检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及多余物检测领域，具体涉及检测台及利用这种检测台的多余物自动检测装置及检测方法。
背景技术：
航天电子设备广泛应用于航空、航天领域，其可靠性直接影响卫星、火箭等装置的可靠性。因此保证航天电子设备的正常运转，是确�：娇�、航天领域安全的重要因素。但是在生产制造过程中，由于生产加工环境和工艺等原因，可能把一些金属屑、焊锡渣、松香、密封剂、螺丝钉、导线皮和铜导线丝等多余物微粒封装在航天电子设备的密封壳内。由于航天电子设备经常处于失重状态或在剧烈的冲击振动环境下工作，其内部可移动的多余物微粒无规则的活动，或悬浮在密封腔内，或沉落在航天电子设备中某两个焊点之间。这些微粒极可能会导致航天电子设备内部绝缘焊点间的短路，甚至导致整个航天电子设备烧毁，造成严重的航空、航天事故。因此，航天电子设备在出厂前都必须进行多余物检测，从而剔除含有多余物微粒的航天电子设备。航天电子设备的多余物检测尚无标准，美军标、国军标中都没有给出明确规定。目前，国内外的航天电子设备多余物检测主要是参考元器件多余物检测的PIND方法(美军标 MIL-PRF-39016E规定)。但是传统PIND试验方法中，检测结果主要依靠人眼和耳听方式判断多余物是否存在。实际操作中经常出现由于操作人员疲劳、疏忽等原因引起漏检或误判现象。因此PIND方法检测精度不高，而且不能实现自动判别。近几年，国内外的一些专利中也开始出现能够对航天电子设备进行多余物自动检测的装置和方法。如中国专利CN101275928《航天电子装置多余物自动检测系统及检测方法》，所涉及的检测装置主要由声音传感器、转台、曲柄摇杆机构、I0&DA板卡、变频器、三相电机、声音信号调理电路、实时数据采集卡和上位机处理器组成。该专利存在以下不足之处多余物激活方式为机械撞击，使转台和电机的使用寿命大大降低，存在巨大的安全隐患；使用大传动比的齿轮传动负载，造成设备运行非常不平稳，经常产生机械冲击；机械噪声干扰非常大，有时甚至根本没法进行检测；电机和变频器的传导干扰没有很好的解决，导致误判率很高；只使用一个声音传感器，检测结果的准确率非常低；机械结构本身有多余物颗粒，导致检测精度低，多余物材质识别能力差。
发明内容
本发明现有应用于航天电子设备多余物自动检测过程中的检测台所采用的多余物激活方式为机械撞击，导致检测台的使用寿命低进而导致检测安全性能，以及由于机械冲击导致的机械噪声大进而导致航天电子设备多余物检测精度的问题，从而提供一种检测台及利用这种检测台的航天电子设备多余物自动检测装置及检测方法。一种检测台，它包括减速机、传动机构、壳体、两个支撑杆、平板和工作台，所述传
5动机构包括一号皮带轮、皮带、二号皮带轮、传动轴、支撑轴承、圆盘和连杆；减速机设置在壳体内，所述减速机的输出轴延伸出壳体的侧壁，一号皮带轮固定在减速机的输出轴上；支撑轴承固定在壳体的上面，用于支撑传动轴；二号皮带轮固定在传动轴的一端，圆盘的中心固定在传动轴的另一端；一号皮带轮的直径与二号皮带轮的直径相同，所述一号皮带轮通过皮带带动二号皮带轮转动；连杆的一端与圆盘的铰接，连杆的另一端与平板的一个角铰接；两个支撑杆均垂直于壳体且固定在该壳体的上面，平板中心线的两端分别通过两个轴承与两根支撑杆活动连接；工作台与平板平行并固定在平板上。利用上述装置的航天电子设备多余物自动检测装置，它包括工控机、控制电路、控制器、制动单元、加速度传感器、声音传感器组、声音信号调理电路、加速度反馈电路和数据采集卡；被测航天电子设备固定在检测台的工作台上，加速度传感器用于检测被测航天电子设备的加速度信号，所述加速度传感器的加速度信号输出端与加速度反馈电路的加速度信号输入端连接；所述加速度反馈电路的加速度信号输入端与数据采集卡的加速度信号输入端连接；声音传感器组用于检测被测航天电子设备的声音信号；所述声音传感器组的声音信号输出端与声音信号调理电路的声音信号输入端连接；所述声音信号调理电路的声音信号输出端与数据采集卡的声音信号输入端连接；数据采集卡的数据信号输出或输入端与工控机的数据信号输入或输出端连接；工控机的控制信号输出端与控制电路的控制信号输入端连接，控制电路的控制信号输出端与控制器的控制信号输入端连接，控制电路的制动信号输出端与制动单元的制动信号输入端连接；制动单元的制动控制信号输出端与控制器的制动控制信号输入端连接；控制器的控制信号输出端与检测台的减速机的控制信号输入端连接。基于上述装置的航天电子设备多余物自动检测装置实现航天电子设备多余物的检测方法，它由以下步骤实现步骤一、将被测航天电子设备固定在工作台上的中间位置，然后将声音传感器组中的四个声音传感器分别固定在被测航天电子设备的四个侧面上，将加速度传感器固定在被测航天电子设备的上表面上；步骤二、工控机设定检测台工作时的加速度，根据此加速度生成控制器的初始控制参量，将所述初始控制参量作为第η次控制参量，所述η的初始值为1 ； 步骤三、工控机通过控制电路向控制器发出激活控制信号，控制器控制减速机带动工作台高速摆动，然后启动制动单元，控制工作台产生制动动作，激活被测航天电子设备中的多余物；步骤四、工控机将控制器的第η次控制参量发送给控制电路；步骤五、控制电路通过控制器调节减速机的输出转速，使减速机单向勻速转动；步骤六、减速机通过传动机构驱动检测台摆动；步骤七、在摆动过程中采用加速度传感器和声音传感器组分别采集并记录被测航天电子设备的加速度信号和声音信号；步骤八、将步骤七获得的加速度信号通过加速度反馈电路放大和滤波后，送入数据采集卡；将步骤七获得的声音信号通过声音信号调理电路放大和滤波后送入数据采集卡；步骤九、数据采集卡将采集到的加速度信号和声音信号发送至工控机；
步骤十、工控机将数据采集卡发送的加速度信号采用PID算法的进行处理，重新生成控制器的控制参量，并作为下一次控制器的控制参量；步骤十一、工控机将数据采集卡发送的声音信号分别进行小波变换、脉冲提取去除噪声和去除传导干扰信号处理，然后采用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法判断是否存在多余物信号，如果判断结果为是，则将测试结果输出，结束检测；如果判断结果为否，判断η是否超过设定的检测次数，如果没超过，则令η = n+1，返回执行步骤四， 进行下一次的多余物测试；如果超过，则判定被测航天电子设备内没有多余物，结束检测；步骤三中所述控制器控制减速机带动工作台高速转动的持续时间为5秒、频率为 3. 6Hz ；步骤六中减速机通过传动机构驱动检测台做角度为-25°至+25°之间、频率为 1. 2 2. 7的摆动。在每次获得的检测结果中，如果存在多余物信号，则执行以下步骤；步骤A、工控机采用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属与非金属材质的识别，获得识别结果；步骤B、工控机将数据采集卡发送的多余物信号进行数据融合处理，获得处理结果；并以所述结果为基�。捎媚：У淖酆掀兰鄯椒ǜ黾觳饨峁闹眯哦确治觯竦梅治鼋峁徊街鐲、将步骤A中的识别结果和步骤B中获得的分析结果输出。有益效果本发明提供了一种新式的检测台，多余物的激活方式采用制动单元进行，相比于现在的机械式激活方式，本发明的检测台的使用寿命高，从而保证良好的检测安全性能，同时，本发明的多余物检测装置及检测方法采用减速机驱动转台，采用隔音器消除机械噪声，大幅度提高了多余物检测精度。本发明还具有多余物材质识别能力。
图1是本发明的检测台的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是本发明的多余物检测装置的结构示意图；图4是具体实施方式
三中的声音传感器的安装示意图；图5是具体实施方式
三中的数据采集电路的原理示意图；图6是具体实施方式
三中数据采集控制流程图；图7是具体实施方式
三中的上位机功能示意具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1和图2说明本具体实施方式
，一种检测台，它包括减速机7-1、传动机构、壳体7-13、两个支撑杆7-12、平板7-9和工作台7_11，所述传动机构包括一号皮带轮7-2、皮带7-3、二号皮带轮7-4、传动轴7-5、支撑轴承7-6、圆盘7-7和连杆7-8 ； 减速机7-1设置在壳体7-13内，所述减速机7-1的输出轴延伸出壳体7-13的侧壁，一号皮带轮7-2固定在减速机7-1的输出轴上；支撑轴承7-6固定在壳体7-13的上面，用于支撑传动轴7-5 ；二号皮带轮7-4固定在传动轴7-5的一端，圆盘7-7的中心固定在传动轴7-5 的另一端；一号皮带轮7-2的直径与二号皮带轮7-4的直径相同，所述一号皮带轮7-2通过皮带7-3带动二号皮带轮7-4转动；连杆7-8的一端与圆盘7-7的铰接，连杆7-8的另一端与平板7-9的一个角铰接；两个支撑杆7-12均垂直于壳体7-13且固定在该壳体7_13的上
7面，平板7-9中心线的两端分别通过两个轴承与两根支撑杆7-12活动连接；工作台7-11与平板7-9平行并固定在平板7-9上。在本实施方式中，各部分的功能为传动机构两个皮带轮的直径相同，其传动比为1 1，圆盘、连杆和底座构成了一个曲柄摇杆机构，圆盘直径为85mm，连杆长度为325mm。 电机单向转动时，通过传动机构带动工作平台上下摆动，从而给被测试件提供所需的加速度，当减速机的转速一定时，每个周期转台所能获得的最大加速度也是一定的。以水平位置为基准，工作台的摆动幅度为士25。减速机使用减速比较大的皮带轮进行传动容易造成装置运行不平稳，从而对检测造成冲击干扰。本实施方式直接使用减速机进行减速，从而避免在后级使用减速比较大的皮带轮，这样可以使整个机械装置的体积大大减�。笨梢允勾谈悠轿龋苊獠党寤鞲扇牛佣固岣呒觳饩取Ｓ肁dams软件对系统进行仿真，可以得出当负载质量为20kg，且能够达到多余物检测所需的加速度时，电机最大输出功率约为6. 5kw0本实施方式选择国标代号为Y132M-4的减速机，其功率为7.5kw，减速比为4 1，输出额定转速为 360r/mino具体实施方式
二、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的一种检测台的区别在于，它还包括隔音器7-10，所述隔音器7-10固定在工作台7-11和平板7-9之间。本实施方式中的隔音器7-10，减速机和机械装置运转时的机械噪声是影响检测精度的一个重要因素。如果机械噪声处理不好，将导致多余物信号被淹没在机械噪声里面，从而导致无法检测出多余物。本实施方式在转台和负载之间加入了由特殊材料制成的隔音器，使电机和转台的机械噪声不能传到负载上，有效的消除了机械噪声对检测的影响，从而大大提高了多余物检测精度。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
一或二所述的一种检测台的区别在于，连杆7-8用于驱动平板7-9摆动，其摆动角度为-25°至+25°之间。
具体实施方式
四、基于具体实施方式
一的航天电子设备多余物自动检测装置，它包括工控机1、控制电路2、控制器3、制动单元4、加速度传感器10、声音传感器组11、声音信号调理电路12、加速度反馈电路13和数据采集卡14 ；被测航天电子设备9固定在检测台的工作台7-11上，加速度传感器10用于检测被测航天电子设备9的加速度信号，所述加速度传感器10的加速度信号输出端与加速度反馈电路13的加速度信号输入端连接；所述加速度反馈电路13的加速度信号输入端与数据采集卡14的加速度信号输入端连接；声音传感器组11用于检测被测航天电子设备9的声音信号；所述声音传感器组11的声音信号输出端与声音信号调理电路12的声音信号输入端连接；所述声音信号调理电路12的声音信号输出端与数据采集卡14的声音信号输入端连接；数据采集卡14的数据信号输出或输入端与工控机1的数据信号输入或输出端连接；工控机1的控制信号输出端与控制电路2的控制信号输入端连接，控制电路2的控制信号输出端与控制器3的控制信号输入端连接，控制电路2的制动信号输出端与制动单元4的制动信号输入端连接；制动单元4的制动控制信号输出端与控制器的制动控制信号输入端连接；控制器3的控制信号输出端与检测台的减速机7-1的控制信号输入端连接。在本实施方式中，结合图4，本实施方式同时安装了 4个声音传感器。传统的检测装置往往只安装1个声音传感器，但是星载电子设备体积较大，内部结构复杂，多余物微粒在电子设备内部的分布和碰撞过程均具有随机性，另外多余物信号在试件中并不总是在同一波速，同一模式下传播的，还存在衰减、反射和畸变等形式，因此传统的单一传感器捕捉的多余物信号往往特别微弱或者存在错误。通过了解星载电子设备的内部结构和工艺设计，本实施方式在航天电子设备的四个侧面各安装1个声音传感器，这样可以获取更加准确的多余物信号。另外，可以对四路多余物信号进行数据融合处理，在此基础上通过�：У淖酆掀兰鄯椒芄桓黾觳饨峁闹眯哦确治觥２捎枚啻衅鞯姆绞娇梢杂行岣呒觳庾爸玫募觳饩�。驱动部分包括工控机1，控制电路2，控制器3，制动单元4，减速机7-1。工控机1 通过总线给控制电路2发送控制信号，通过控制电路2调节控制器3输出不同幅值和频率的电压、电流信号，从而控制减速机5在不同转速下运转。当需要激活多余物时，控制电路可以启动制动单元4，从而使电机迅速制动。驱动部分主要包括下面几部分控制电路控制电路的主要功能是接收上位机的控制信号，然后给后级提供不同幅值的电压信号。控制电路通过总线和工控机进行通讯连接，控制芯片选用C8051F020，用继电器和不同阻值的电阻来实现分压，为了防止干扰，在控制芯片和后级分压电路之间用光耦进行隔离。控制器选用富士的G9S系列控制器，功率为llkw。设置控制器工作在端子命令信号操作方式、基本工作频率为50Hz，在控制电路中改变分压电阻的阻值，可以给控制器提供OV到IOV的直流电压信号，控制器输出相应频率的交流信号，从而能够调节减速机在0 到360r/min之间运转。制动单元目前国内外的航天电子设备多余物检测装置普遍采用机械撞击的方式激活多余物。这种方式使电机和机械装置的寿命大大降低，同时带来巨大的安全隐患。本实施方式采用电气制动方式，选用上海诺克利公司的NBRV-6V030P系列制动单元对减速机进行制动，保证多余物激活的同时，使整个系统安全可靠。本实施方式使用加速度闭环控制转台。首先加速度传感器提取加速度信息，然后通过采集电路传送给上位机，上位机进行PID算法处理，重新给转台设定加速度控制参量， 实现加速度闭环。多余物检测中，机械装置最重要的指标是要给负载提供足够的加速度，如果加速度达不到要求，就不能激活多余物或者导致多余物与被测试件的碰撞非常微弱，从而无法检测出多余物。以前的检测装置基本采用电机转速闭环控制的方式，这种方式只能控制转速，而不能精确的控制被测试件的加速度，所以多余物检测效果不佳。通过加速度闭环，可以精确的控制负载的加速度，从而保证多余物的激活和检测过程顺利完成，提高多余物检测精度。本实施方式中，声音信号调理电路输入端采用高屏蔽专用插头接入，输入信号经过三级放大1000倍左右，再经过电压跟随器输出至采集卡。三级放大电路均采用同相比例放大方式，并在每级之间采用高通滤波电路，滤除低频噪声。本实施方式选用美国AD公司低噪音、高精度、高速的运算放大器AD8610，运放外围无源器件选择高精度的贴片元器件， 并设计声发射传感器输出与调理电路输入的阻抗匹配，有效的降低噪音。本实施方式中的数据采集电路，如图4所示，它包括数据采集�？�141，数据缓存�？�142，数据传输�？�143和数据控制�？�144。数据采集模块141的输出端与数据缓存
9�？�142的输入端连接，数据控制�？�144的输出端与数据采集�？�141的输入端连接；数据缓存�？�142的输入或输出端与数据传输�？�143的输出或输入端连接；数据传输�？� 143的输出或输入端与数据控制�？�144的输入或输出端连接。模拟信号量通过数据采集�？樽怀墒中藕帕浚莼捍婺？榈幕捍妫缓罂焖儆行虻拇渲潦荽淠？榈目刂破鳎刂破髟俳荽渲辽衔换蟹治龊痛怼５鄙衔换柚貌杉问⒎⒊鍪莶杉刂泼詈螅荽淠？榈目刂破鹘蟹治觯缓笸ㄖ菘刂颇？椋刂剖Ｗ黄骷突捍嫘酒谐跏蓟⑵舳杉ǹ际莶杉�。本实施方式中，还包括下位机软件，结合图6，下位机软件设计利用C语言对数据传输�？榈目刂破鞅喑蹋迪钟肷衔换耐ㄑ叮⒉杉痛涫葜辽衔换矸治觯焕� Verilog硬件描述语言对数据控制�？榈穆呒刂破鹘斜喑蹋刂聘髂？槭毙虻挠行浜希Ｖび布低车恼Ｔ诵�。在数据采集和传输的控制程序中，逻辑控制器件调整、配合数据采集、缓存和传输�？橹涞耐ㄑ叮刂聘髂？橛行蚨焖俚慕荽渲潦荽渖璞福Ｖじ骰方诘氖莶杉痛涞氖萃讲欢�。本实施方式中，还包括上位机软件，结合图7，上位机软件主要实现数据采集、数据分析、实时显示、数据存储、数据打印、多余物检测和材质识别等功能。上位机软件需要连续采集和实时显示，对计算机实时处理能力要求较高。本实施方式主要采用多线程方法来协调不同的任务，并合理的优化程序的算法，这样可以在采集数据的同时，进行数据处理和波形显示。本文设计四个线程实现以上功能，分别为数据采集线程、数据处理线程、数据存储线程和数据显示线程，线程之间采用消息进行通讯，达到相互协调的目的。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
三所述的航天电子设备多余物自动检测装置的区别在于，它还包括电源滤波电路16，所述电源滤波电路16的滤波信号输出端与控制器3的滤波信号输入端连接。本实施方式中的滤波单元的功能控制器和电机在工作时，会产生大量的高次谐波。因为控制器、电机和检测设备都是连接在同一个电网节点上，所以这些高频干扰回馈到电网里面会对周围的检测设备造成极大的干扰。因此需要设计滤波单元，来抑制控制器和电机的高频干扰。采用惠博顿公司的HT587控制器专用输入滤波器和控制器专用输出滤波器来组成滤波单元。它们均为三级滤波器，滤波范围从IOKHz到100MHz，可以有效的抑制高频干扰，从而提高多余物检测精度。
具体实施方式
五、本具体实施方式
与具体实施方式
四所述的航天电子设备多余物自动检测装置的区别在于，减速机7-1在控制器的驱动下，能够驱动平板7-9产生振幅范围为-25°至+25°、频率范围为IHz至4Hz的摆动。
具体实施方式
六、本具体实施方式
与具体实施方式
四或五所述的航天电子设备多余物自动检测装置的区别在于，它还包括电源滤波电路16，所述电源滤波电路16的滤波信号输出端与控制器3的滤波信号输入端连接。
具体实施方式
七、本具体实施方式
与具体实施方式
六所述的航天电子设备多余物自动检测装置的区别在于，它还包括显示器15，所述工控机1的显示信号输出端与显示器 15的显示信号输入端连接。
具体实施方式
八、本具体实施方式
与具体实施方式
四、五或七所述的航天电子设备多余物自动检测装置的区别在于，数据采集卡14为五通道同步实时数据采集卡，声音传感器组11中包括四个声音传感器，所述五通道同步实时数据采集卡包括一路加速度信号采集通道和四路声音信号采集通道。本实施方式的工作原理工控机1设定检测台工作时的加速度，根据此加速度生成控制器的初始控制参量；工控机1通过控制电路2给控制器3激活控制信号，使减速机5 带动转台7高速转动5S，启动制动单元4，使转台7迅速制动，从而激活航天电子设备中的多余物；工控机1把控制器的控制参量发送给控制电路2 ；控制电路2通过控制器3调节减速机5的输出转速，使减速机5单向勻速转动；减速机5通过传动机构6驱动转台7上下摆动；通过加速度传感器10和声音传感器11分别检测被测试件9的加速度信号和声音信号； 加速度信号和声音信号经过放大、滤波进入数据采集卡14 ；通过五通道同步实时数据采集卡14对一路加速度信号和四路声音信号进行采集，并将采集到的信号传送至工控机1 ；工控机1将采集回来的加速度信号进行PID算法的处理，重新生成控制器控制参量，从而实现加速度的闭环控制；工控机1将采集回来的声音信号进行小波变换、脉冲提取去除噪声和传导干扰信号，用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法判断有无多余物信号；工控机1用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属、非金属材质识别；工控机1将四路多余物信号进行数据融合处理，在此基础上通过模糊数学的综合评价方法给出检测结果的置信度分析；最后在显示器15中显示测试结果，从而完成整个过程的自动检测。参考相应军标的规定以及现役航天电子设备多余物检测装置的现状，确定本实施方式的技术指标为(1)待测航天电子设备重量:< 20kg ； (2)多余物有无检测的准确度 > 90% ； (3)多余物材质识别的准确度> 80%。本实施方式通过小波变换、脉冲提取去除噪声和传导干扰信号，用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法可以去除组件信号，对剩余多余物脉冲进行统计，若是大于0，则表示存在多余物信号。用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属、非金属材质识别。具体原理与乌英嘎于2011年6月发表的《星载电子设备活动多余物识别方法研究》的内容相同。
具体实施方式
九、基于具体实施方式
四的航天电子设备多余物自动检测装置实现航天电子设备多余物的检测方法，它由以下步骤实现步骤一、将被测航天电子设备9固定在工作台7-11上的中间位置，然后将声音传感器组11中的四个声音传感器分别固定在被测航天电子设备9的四个侧面上，将加速度传感器固定在被测航天电子设备9的上表面上；步骤二、工控机1设定检测台工作时的加速度，根据此加速度生成控制器3的初始控制参量，将所述初始控制参量作为第η次控制参量，所述η的初始值为1 ；步骤三、工控机1通过控制电路2向控制器3发出激活控制信号，控制器3控制减速机7-1带动工作台7-11高速摆动，然后启动制动单元4，控制工作台7-11产生制动动作， 激活被测航天电子设备9中的多余物；步骤四、工控机1将控制器3的第η次控制参量发送给控制电路2 ；步骤五、控制电路2通过控制器3调节减速机7-1的输出转速，使减速机7-1单向勻速转动；
步骤六、减速机7-1通过传动机构驱动检测台摆动；步骤七、在摆动过程中采用加速度传感器10和声音传感器组11分别采集并记录被测航天电子设备9的加速度信号和声音信号；步骤八、将步骤七获得的加速度信号通过加速度反馈电路13放大和滤波后，送入数据采集卡14 ；将步骤七获得的声音信号通过声音信号调理电路12放大和滤波后送入数据采集卡14 ；步骤九、数据采集卡14将采集到的加速度信号和声音信号发送至工控机1 ；步骤十、工控机1将数据采集卡14发送的加速度信号采用PID算法的进行处理， 重新生成控制器3的控制参量，并作为下一次控制器3的控制参量；步骤十一、工控机1将数据采集卡14发送的声音信号分别进行小波变换、脉冲提取去除噪声和去除传导干扰信号处理，然后采用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法判断是否存在多余物信号，如果判断结果为是，则将测试结果输出，结束检测；如果判断结果为否，判断η是否超过设定的检测次数，如果没超过，则令η = η+1，返回执行步骤四，进行下一次的多余物测试；如果超过，则判定被测航天电子设备9内没有多余物，结束检测；步骤三中所述控制器3控制减速机7-1带动工作台7-11高速转动的持续时间为 5秒、频率为3. 6Hz ；步骤六中减速机7-1通过传动机构驱动检测台做角度为-25°至+25°之间、频率为1. 2 2. 7的摆动。在每次获得的检测结果中，如果存在多余物信号，则执行以下步骤；步骤Α、工控机1采用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属与非金属材质的识别，获得识别结果；步骤B、工控机1将数据采集卡14发送的多余物信号进行数据融合处理，获得处理结果；并以所述结果为基�。捎媚：У淖酆掀兰鄯椒ǜ黾觳饨峁闹眯哦确治觯竦梅治鼋峁徊街鐲、将步骤A中的识别结果和步骤B中获得的分析结果输出。本实施方式中，声音传感器检测回来的信号，主要包括多余物信号、可动组件信号、传感器背景噪声和传导干扰信号。本实施方式通过小波变换、脉冲提取去除噪声和传导干扰信号，用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法判断有无多余物信号，用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属、非金属材质识别，最后对多余物信号进行数据融合处理，在此基础上通过�：У淖酆掀兰鄯椒ǜ黾觳饨峁闹眯哦确治�。具体原理与陈金豹于2011年6月发表的《基于数据融合的星载电子设备活动多余物检测装置的研究》中的内容相同。
权利要求
1.一种检测台，其特征是它包括减速机(7-1)、传动机构、壳体(7-13)、两个支撑杆 (7-12)、平板(7-9)和工作台(7-11)，所述传动机构包括一号皮带轮(7-2)、皮带(7_3)、二号皮带轮(7-4)、传动轴(7-5)、支撑轴承(7-6)、圆盘(7-7)和连杆(7_8)；减速机(7_1)设置在壳体(7-13)内，所述减速机(7-1)的输出轴延伸出壳体(7-13)的侧壁，一号皮带轮 (7-2)固定在减速机(7-1)的输出轴上；支撑轴承(7-6)固定在壳体(7-13)的上面，用于支撑传动轴(7-5) ；二号皮带轮(7-4)固定在传动轴(7-5)的一端，圆盘(7-7)的中心固定在传动轴(7-5)的另一端；一号皮带轮(7-2)的直径与二号皮带轮(7-4)的直径相同，所述一号皮带轮(7-2)通过皮带(7-3)带动二号皮带轮(7-4)转动；连杆(7-8)的一端与圆盘 (7-7)的铰接，连杆(7-8)的另一端与平板(7-9)的一个角铰接；两个支撑杆(7-12)均垂直于壳体(7-13)且固定在该壳体(7-13)的上面，平板(7-9)中心线的两端分别通过两个轴承与两根支撑杆(7-12)活动连接；工作台(7-11)与平板(7-9)平行并固定在平板(7-9) 上。
2.根据权利要求1所述的一种检测台，其特征在于它还包括隔音器(7-10)，所述隔音器(7-10)固定在工作台(7-11)和平板(7-9)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种检测台，其特征在于连杆(7-8)用于驱动平板(7-9) 摆动，其摆动角度为-25°至+25°之间。
4.利用权利要求1的航天电子设备多余物自动检测装置，其特征是它包括工控机 (1)、控制电路(2)、控制器(3)、制动单元(4)、加速度传感器(10)、声音传感器组(11)、声音信号调理电路(12)、加速度反馈电路(13)和数据采集卡(14)；被测航天电子设备(9)固定在检测台的工作台(7-11)上，加速度传感器(10)用于检测被测航天电子设备(9)的加速度信号，所述加速度传感器(10)的加速度信号输出端与加速度反馈电路(13)的加速度信号输入端连接；所述加速度反馈电路(13)的加速度信号输入端与数据采集卡(14)的加速度信号输入端连接；声音传感器组(11)用于检测被测航天电子设备(9)的声音信号；所述声音传感器组(11)的声音信号输出端与声音信号调理电路(12)的声音信号输入端连接；所述声音信号调理电路(12)的声音信号输出端与数据采集卡(14)的声音信号输入端连接；数据采集卡(14)的数据信号输出或输入端与工控机(1)的数据信号输入或输出端连接；工控机⑴的控制信号输出端与控制电路⑵的控制信号输入端连接，控制电路⑵的控制信号输出端与控制器(3)的控制信号输入端连接，控制电路(2)的制动信号输出端与制动单元(4)的制动信号输入端连接；制动单元(4)的制动控制信号输出端与控制器的制动控制信号输入端连接；控制器(3)的控制信号输出端与检测台的减速机(7-1)的控制信号输入端连接。
5.根据权利要求4所述的航天电子设备多余物自动检测装置，其特征在于减速机 (7-1)在控制器的驱动下，能够驱动平板(7-9)产生振幅范围为-25°至+25°、频率范围为 IHz至4Hz的摆动。
6.根据权利要求4或5所述的航天电子设备多余物自动检测装置，其特征在于它还包括电源滤波电路(16)，所述电源滤波电路(16)的滤波信号输出端与控制器(3)的滤波信号输入端连接。
7.根据权利要求6所述的航天电子设备多余物自动检测装置，其特征在于它还包括显示器(15)，所述工控机(1)的显示信号输出端与显示器(15)的显示信号输入端连接。
8.根据权利要求4、5或7所述的航天电子设备多余物自动检测装置，其特征在于数据采集卡(14)为五通道同步实时数据采集卡，声音传感器组(11)中包括四个声音传感器，所述五通道同步实时数据采集卡包括一路加速度信号采集通道和四路声音信号采集通道。
9.采用权利要求4所述的航天电子设备多余物自动检测装置实现航天电子设备多余物自动检测方法，其特征是它由以下步骤实现步骤一、将被测航天电子设备(9)固定在工作台(7-11)上的中间位置，然后将声音传感器组(11)中的四个声音传感器分别固定在被测航天电子设备(9)的四个侧面上，将加速度传感器固定在被测航天电子设备(9)的上表面上；步骤二、工控机(1)设定检测台工作时的加速度，根据此加速度生成控制器(3)的初始控制参量，将所述初始控制参量作为第η次控制参量，所述η的初始值为1 ；步骤三、工控机⑴通过控制电路(2)向控制器(3)发出激活控制信号，控制器(3)控制减速机(7-1)带动工作台(7-11)高速摆动，然后启动制动单元(4)，控制工作台(7-11) 产生制动动作，激活被测航天电子设备(9)中的多余物；步骤四、工控机(1)将控制器(3)的第η次控制参量发送给控制电路(2)； 步骤五、控制电路⑵通过控制器(3)调节减速机(7-1)的输出转速，使减速机(7-1) 单向勻速转动；步骤六、减速机(7-1)通过传动机构驱动检测台摆动；步骤七、在摆动过程中采用加速度传感器(10)和声音传感器组(11)分别采集并记录被测航天电子设备(9)的加速度信号和声音信号；步骤八、将步骤七获得的加速度信号通过加速度反馈电路(13)放大和滤波后，送入数据采集卡(14)；将步骤七获得的声音信号通过声音信号调理电路(12)放大和滤波后送入数据采集卡(14)；步骤九、数据采集卡(14)将采集到的加速度信号和声音信号发送至工控机(1)； 步骤十、工控机(1)将数据采集卡(14)发送的加速度信号采用PID算法的进行处理， 重新生成控制器(3)的控制参量，并作为下一次控制器(3)的控制参量；步骤十一、工控机(1)将数据采集卡(14)发送的声音信号分别进行小波变换、脉冲提取去除噪声和去除传导干扰信号处理，然后采用基于短时傅里叶变换的时频特征综合组件识别方法判断是否存在多余物信号，如果判断结果为是，则将测试结果输出，结束检测；如果判断结果为否，判断η是否超过设定的检测次数，如果没超过，则令η = η+1，返回执行步骤四，进行下一次的多余物测试；如果超过，则判定被测航天电子设备(9)内没有多余物， 结束检测；步骤三中所述控制器(3)控制减速机(7-1)带动工作台(7-11)高速转动的持续时间为5秒、频率为3. 6Hz ；步骤六中减速机(7-1)通过传动机构驱动检测台做角度为-25°至+25°之间、频率为 1. 2 2. 7的摆动。
10.根据权利要求9所述的航天电子设备多余物自动检测方法，其特征在于，在每次获得的检测结果中，如果存在多余物信号，则执行以下步骤；步骤Α、工控机(1)采用基于BP神经网络的时频综合材质识别方法对多余物进行金属与非金属材质的识别，获得识别结果；步骤B、工控机(1)将数据采集卡(14)发送的多余物信号进行数据融合处理，获得处理结果；并以所述结果为基�。捎媚：У淖酆掀兰鄯椒ǜ黾觳饨峁闹眯哦确治觯竦梅治鼋峁徊街鐲、将步骤A中的识别结果和步骤B中获得的分析结果输出。
全文摘要
一种检测台及利用这种检测台的航天电子设备多余物自动检测装置及检测方法，涉及多余物检测领域。它解决了现有的应用于航天电子设备多余物自动检测过程中的检测台所采用的多余物激活方式为机械撞击，导致检测台的使用寿命低进而导致检测安全性能，以及由于机械冲击导致的机械噪声大进而导致航天电子设备多余物检测精度的问题。本发明中检测台的多余物的激活方式采用制动单元进行，相比于现在的机械式激活方式，本发明的检测台的使用寿命高，从而保证良好的检测安全性能，同时，本发明的多余物检测装置及检测方法采用减速机驱动转台，采用隔音器消除机械噪声，大幅度提高了多余物检测精度。本发明还具有多余物材质识别能力。本发明适用于多余物检测。
文档编号G01N29/04GK102435672SQ201110259950
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者乌英嘎, 张坤, 戚乐, 牛鹏飞, 王世成, 王国涛, 翟国富, 邢通, 陈金豹 申请人:哈尔滨工业大学
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