本發(fā)明屬于工業(yè)測試，具體的說是基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、引信是控制引信藥起爆時(shí)間的核心裝置，通過合理的時(shí)間延遲，能夠確保引信藥在最佳時(shí)機(jī)內(nèi)發(fā)揮效果。精確的延時(shí)控制不僅能有效提高引信藥的打擊效率，也能提升安全性。傳統(tǒng)引信多采用機(jī)械式和電子式延時(shí)控制，但其控制精度和可靠性受限，特別是在高溫、劇烈震動(dòng)等惡劣環(huán)境下容易出現(xiàn)失效。

2、基于高精度傳感器的引信藥燃爆延期時(shí)間測量技術(shù)是一種新興的延時(shí)測量與控制方法，通過將高精度傳感器嵌入到引信中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測引信藥燃爆過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間需求，控制爆炸觸發(fā)，但在高溫、劇烈震動(dòng)等惡劣環(huán)境下，會(huì)存在一定的誤差，難以根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。

3、如授權(quán)公告號為cn113515030b的中國專利公開了一種引信藥直接燃爆的延期時(shí)間測量方法，屬于工業(yè)測試技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明的目的是利用激光照射直接引爆引信藥的引信藥直接燃爆的延期時(shí)間測量方法。該發(fā)明步驟是：準(zhǔn)備工作；從激光束發(fā)出照射到引信藥上表面開始瞬間到引信藥燃爆時(shí)間為50ms；光電傳感器可以在瞬間捕捉到噴出的火焰；在引信藥吸收光能直至燃爆時(shí)刻與引信燃爆檢測傳感器實(shí)時(shí)捕捉音信下端火焰信號之差即為引信燃爆的延期時(shí)間；將測量結(jié)果顯示在觸摸顯示屏上。該發(fā)明將具有操作簡單、測量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。具體可應(yīng)用在火工品的點(diǎn)火測試、爆破等方面。

4、上述專利的缺陷：在惡劣環(huán)境如霧天、風(fēng)沙天氣等情況，無法精準(zhǔn)捕捉到火焰和光，導(dǎo)致延期時(shí)間不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量系統(tǒng)及方法，通過高精度的傳感器、數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，提高了引信藥燃爆的延期時(shí)間測量的精度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法，包括以下具體步驟：

4、步驟s1：實(shí)時(shí)采集引信藥在點(diǎn)火后的光強(qiáng)變化和壓力變化信號數(shù)據(jù)；

5、步驟s2：將采集的引信藥在點(diǎn)火后的光強(qiáng)變化和壓力變化信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時(shí)域信號，并進(jìn)行處理；

6、步驟s3：對轉(zhuǎn)化后的時(shí)域信號進(jìn)行分析，識(shí)別出燃爆信號的初始峰值；

7、步驟s4：根據(jù)信號強(qiáng)度的變化，對引信藥的延期時(shí)間進(jìn)行計(jì)算；

8、步驟s5：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所測得的延期時(shí)間與實(shí)際燃爆時(shí)間的差異，對計(jì)算的延期時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

9、具體的，所述步驟s2的具體步驟為：

10、步驟s201：設(shè)定光強(qiáng)變化和壓力變化信號實(shí)時(shí)采樣的頻率為fs，則采樣的周期為tsample，

11、步驟s202：將采集的光強(qiáng)變化和壓力變化信號表示為離散時(shí)間序列x[n]，其中n表示采樣點(diǎn)的時(shí)間索引；

12、步驟s203：采用高通濾波器去除低頻噪聲，高通濾波器的傳遞函數(shù)具體公式為：

13、

14、其中，h(f)表示高通濾波器的傳遞函數(shù)，fc表示截止頻率，p表示濾波器的階數(shù)，f表示頻率索引；

15、步驟s204：對去除低頻噪聲的光強(qiáng)變化和壓力變化信號進(jìn)行去噪，去噪的具體公式為：

16、

17、其中，表示去噪后的光強(qiáng)變化和壓力變化時(shí)域信號，h[n]表示高通濾波器的脈沖響應(yīng)。

18、具體的，所述步驟s3的具體步驟為：

19、步驟s301：對去噪后的光強(qiáng)變化和壓力變化時(shí)域信號進(jìn)行傅里葉變換，將去噪后的光強(qiáng)變化和壓力變化時(shí)域信號轉(zhuǎn)化為頻域信號，具體公式為：

20、

21、其中，x[f]表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號，n表示信號長度，j表示虛數(shù)單位，e表示指數(shù)函數(shù)；

22、步驟s302：計(jì)算去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的幅度譜，具體公式為：

23、

24、其中，|x[f]|表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的幅度譜，re(x[f])表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的實(shí)部，im(x[f])表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的虛部。

25、具體的，所述步驟s3的具體步驟，還包括：

26、步驟s303：設(shè)定一個(gè)動(dòng)態(tài)閾值athershold，在去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的幅度譜中識(shí)別出燃爆信號的初始峰值，動(dòng)態(tài)閾值的具體公式為：

27、athreshold＝α×max(|x[f]|)，

28、其中，α表示權(quán)重系數(shù)，max()表示求最大值函數(shù)

29、步驟s304：遍歷去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化的頻域信號的幅度譜|x[f]|，對每個(gè)頻率進(jìn)行判斷，判斷的具體公式為：

30、

31、其中，|x[fi]|表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化第i個(gè)頻域信號的幅度，|x[fi-1]|表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化第i-1個(gè)頻域信號的幅度，|x[fi+1]|表示去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化第i+1個(gè)頻域信號的幅度；

32、步驟s305：當(dāng)滿足判斷公式時(shí)，設(shè)定去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化第i個(gè)頻域信號的峰值頻率為ppeak，且ppeak＝fi。

33、具體的，所述步驟s4的具體步驟為：

34、步驟s401：對動(dòng)態(tài)閾值athershold進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，調(diào)整的具體公式為：

35、a′threshold＝β×savg+ε，

36、其中，a′threshold表示動(dòng)態(tài)調(diào)整后的動(dòng)態(tài)閾值，β表示靈敏度調(diào)節(jié)系數(shù)，savg表示過去一定時(shí)間內(nèi)去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號的平均值，ε表示調(diào)節(jié)系數(shù)；

37、步驟s402：通過線性回歸分析去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號強(qiáng)度的變化率，具體公式為：

38、

39、其中，k表示單位時(shí)間內(nèi)去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號強(qiáng)度的變化率，sinit表示初始信號的強(qiáng)度，即點(diǎn)火前的信號強(qiáng)度，tpeak表示峰值檢測時(shí)的時(shí)間戳，tinit表示點(diǎn)火時(shí)的時(shí)間戳；

40、步驟s403：結(jié)合峰值信號強(qiáng)度、設(shè)定的動(dòng)態(tài)閾值、信號強(qiáng)度變化率，計(jì)算引信藥燃爆的延期時(shí)間，具體公式為：

41、

42、其中，tdelay表示引信藥燃爆的延期時(shí)間，tsample表示采樣周期。

43、具體的，所述步驟s5的具體步驟為：

44、步驟s501：根據(jù)歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對引信藥燃爆的延期時(shí)間的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正，設(shè)定校正因子為c，校正的具體公式為：

45、tdelay,correct＝tdelay×(1+c)，

46、其中，tdelay,correct表示校正后的引信藥燃爆延期時(shí)間；

47、步驟s502：對測得的延期時(shí)間進(jìn)行m次實(shí)驗(yàn)測量，并取平均值，最終引信藥燃爆延期時(shí)間的計(jì)算公式為：

48、

49、其中，tdelay,finalt表示最終的引信藥燃爆延期時(shí)間，tdelay,correct[q]表示第q次實(shí)驗(yàn)得到的校正后的引信藥燃爆延期時(shí)間。

50、基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)所述的基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，信號轉(zhuǎn)換模塊，信號分析與識(shí)別模塊，延期時(shí)間計(jì)算模塊和校正與優(yōu)化模塊；

51、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集引信藥在點(diǎn)火后的光強(qiáng)變化和壓力變化信號數(shù)據(jù)；

52、所述信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的引信藥在點(diǎn)火后的光強(qiáng)變化和壓力變化信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時(shí)域信號，并進(jìn)行處理；

53、所述信號分析與識(shí)別模塊，用于對轉(zhuǎn)化后的時(shí)域信號進(jìn)行分析，識(shí)別出燃爆信號的初始峰值；

54、所述延期時(shí)間計(jì)算模塊，用于根據(jù)信號強(qiáng)度的變化，對引信藥的延期時(shí)間進(jìn)行計(jì)算；

55、所述校正與優(yōu)化模塊，用于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所測得的延期時(shí)間與實(shí)際燃爆時(shí)間的差異，對計(jì)算的延期時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。具體的，

56、具體的，所述延期時(shí)間計(jì)算模塊，包括：動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整單元、變化率計(jì)算單元和延期時(shí)間計(jì)算單元；

57、所述動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整單元，用于對動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；

58、所述變化率計(jì)算單元，用于通過線性回歸分析去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)去噪后光強(qiáng)變化和壓力變化頻域信號強(qiáng)度的變化率；

59、所述延期時(shí)間計(jì)算單元，用于結(jié)合峰值信號強(qiáng)度、設(shè)定的動(dòng)態(tài)閾值、信號強(qiáng)度變化率，計(jì)算引信藥燃爆的延期時(shí)間。

60、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法的步驟。

61、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令運(yùn)行時(shí)執(zhí)行基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法的步驟。

62、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

63、1.本發(fā)明提出基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法，基于高精度傳感器的測量方法，能夠達(dá)到納秒級或更高的測量精度，結(jié)合信號的轉(zhuǎn)換，確保延時(shí)時(shí)間的精準(zhǔn)控制。

64、2.本發(fā)明提出基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法，利用高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控藥物的燃爆過程，能夠及時(shí)檢測出異常情況，如燃燒不充分、過快或過慢等，并迅速作出反應(yīng)。

65、3.本發(fā)明提出基于高精傳感器的引信藥燃爆的延期時(shí)間測量方法，通過多次試驗(yàn)，對引信藥燃爆的延期時(shí)間進(jìn)行測量、校正和計(jì)算，極大地提高了引信藥燃爆的延期時(shí)間測量精準(zhǔn)度。