火箭院新研无线传感器 使地面试验进入“无线”时代  效率提高10倍

发布时间 : 2016-11-10     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  近日,中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)702所研制出我国首批航天级小型无线传感器系列产品,该新型无线传感器成功用于运载火箭、“神舟”飞船等航天产品的地面试验中,将试验效率提高了10倍,数据采集和传输精度也大幅提高,这标志着我国运载火箭地面试验进入“无线”时代。
  传感器可以“感知”加速度、形变、位移、速度、力、温湿度等信息,进而传递给计算机进行处理,是开展大型地面试验的必需设备。
  小型无线传感器研制团队负责人孙海波介绍,以往,运载火箭的地面试验都是采用有线电缆传感器进行试验数据的记录和采集。特别是模态试验,动辄要在火箭上安装数百个传感器,线缆密密麻麻,一次布线至少需要半个月,费时费力,有时全箭测量设备多,测量空间受限,大量布线难以实现。更重要的是,繁杂而沉重的线缆可能会干扰试验数据的传输,甚至影响试验本身。要高效地测量信息、高质量地传输信号,就必须使用无线传感器。因此,702所决定自主研发航天级小型无线传感器。


   
△无线加速度传感器


  经过团队的不懈努力和大力攻关,火箭院702所成功开发出小型无线加速度传感器、应变传感器、角速率传感器、温湿度传感器等系列化产品,甩掉了线缆束缚。孙海波说:“在大型试验中,由于省去了数十天的布线时间,小型无线传感器只需几天就可安装完毕,效率提高了10倍左右,如果算上不会‘断线’等优势,那效率就更高了。”
  “有线”变“无线”,在试验过程中,不仅省去了布线时间,让操作更便捷,而且在进行应变采集测量时,数据采集和传输精度也大幅提高。首先,由于消除了长电缆带来的干扰,小型无线传感器的测量精度优于传统测量产品,一个庞大的试验件,哪怕只出现头发丝那么大的形变,无线应变传感器也能敏锐捕捉。另外,在大型试验中,会有上百个传感器同时工作,它们动作的一致性称为“同步精度”,702所小型无线传感器的同步精度已缩短到10微秒,可谓是整齐划一,超过某国外产品32微秒的水平,完全胜任于地面模态试验。
  孙海波说:“在数据存储容量上,702所无线传感器是传统产品的100倍以上,再加上功耗低、工作时间长、可靠性高等优势,使得无线传感器可胜任复杂、耗时、环境恶劣的测试任务。同时,无线传感器还能待机数月之久,召之即醒,醒即能测,省去了挨个重启的麻烦,从而可在旷日持久、人手有限的大型测量项目中担当重任。”
  据了解,该新型无线传感器已在火箭模态试验、飞船运输试验、风机叶片状态监测、桥梁监测等行业中得到应用,后续还将在各种结构件的振动、应变测量领域推广应用。

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