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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明涉及固体发动机燃速测试技术领域，提供了一种基于多通道超声波的推进剂燃速测量方法和系统，方法包括以下步骤：采集各个超声通道的回波信号和对应的噪声信号，并进行预处理；找出幅值差最大的两个相邻回波所在的周期，以及当前帧回波周期的最大波峰，计算阈值系数；基于被测材料的声学特性计算第一回波时间；通过最优小波基对当前帧的回波数据进行小波包分解、去噪处理、信号重构得到第二回波时间；确定最终回波时间，在最终回波时间范围内进行时差提取得到当前帧的回波时刻；计算得到各个通道内的每帧数据对应的回波时刻；计算燃速。本发明提高了回波时刻准确性，进而实现了高噪声环境下对燃速的精准测量。

主权项：1.一种基于多通道超声波的推进剂燃速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：开启噪声采集通道和超声通道，通过设置在发动机外壳同一圆周上的多个超声换能器向发动机外壳内的固体推进剂发射超声波；步骤二：采集各个超声通道的回波信号和对应的噪声信号，并对回波信号进行预处理；步骤三：基于被测材料的声学特性计算第一回波时间的范围；步骤四：获取第一帧数据，找出当前帧内幅值差最大的两个相邻回波，以及当前帧回波周期的最大波峰，计算阈值系数；所述步骤四中，阈值系数A的计算公式为： ；其中，表示当前帧回波周期中的最大波峰值，和分别表示幅值差最大的两个相邻回波的波幅；步骤五：遍历小波基集合筛选最优小波基，通过筛选得到的最优小波基对当前帧的回波数据进行小波包分解，然后通过步骤二采集的噪声信号的标准差对小波包分解信号进行去噪处理以及信号重构，对重构得到的信号进行时频分析，得到与回波频率对应的波形出现的时间范围作为第二回波时间的范围；所述步骤五中，最优小波基的筛选方法为：遍历小波基函数集合，其中分别表示第1，2，……，n个小波基，计算各个小波基函数对应的能量集中度因子，选择能量集中度因子C的值最接近于1的小波基函数作为最优小波基；计算公式为： ；其中，表示第n个小波基的最大幅度的平方，E表示小波基的总能量所述步骤五中，去噪处理时，选取噪声信号的标准差的固定倍数作为小波阈值对小波包分解信号进行去噪处理；步骤六：根据第一回波时间和第二回波时间的范围，确定最终回波时间的范围，最终回波时间的范围为；步骤七：在最终回波时间的范围内进行时差提取，并根据步骤四得到的阈值系数确定当前帧的动态阈值，根据当前帧的动态阈值得到当前帧的回波时刻；步骤八：获取下一帧数据，重复上述步骤五~步骤七，得到每帧数据对应的回波时刻；步骤九：对各个通道的回波数据和噪声数据重复上述步骤三~步骤八，得到各个通道内的各帧数据对应的回波时刻；根据各个通道内的各帧数据对应的回波时刻，计算燃速。

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百度查询： 中北大学 一种基于多通道超声波的推进剂燃速测量方法和系统