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基于超声波的动态燃速测试系统的设计与应用OA

Design and Application of a Dynamic Combustion Speed Testing System Based on Ultrasonics

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固体火箭发动机的燃面退移速度是评估发动机性能的重要参数,针对其动态性、精确性需求,本研究提出了一种高精度动态多路燃速测试系统.该系统由上位机、超声采集卡、换能器等组成,采集卡作为系统核心以 FPGA 为主控,结合高压脉冲波发射电路、回波信号处理电路及其他模块实现超声波的高压发射与回波采集.系统实现对多个通道的并行燃速实时测量,极大减小了系统的测量误差,提高测量精度.通过单介质标准试块的厚度测量实验验证系统的可行性与测量精度.最后进行 Φ127 标准试验发动机的燃速测量试验,并设置多靶线燃速测量方法作为对照.结果表明,本文所提出的多路燃速测试系统的燃速测量的平均误差<0.1 mm/s,展现出了较高的实时性和精度并具有更好的兼容性.

The burn surface recession rate of solid rocket motors is a critical parameter for evaluating engine performance.To address the demands for dynamic response and precision,a high-precision dynamic multi-channel burn rate measurement system is presented.The system consists of a host computer,ultrasonic acquisition card,transducers,and other components.The acquisition card,serving as the core of the system,is controlled by an FPGA and integrated with high-pressure pulse wave emission circuitry,echo signal processing cir-cuits,and other modules to achieve high-pressure ultrasound transmission and echo signal acquisition.The system enables real-time multi-channel parallel burn rate measurement,significantly reducing measurement errors and improving accuracy.The feasibility and measurement precision of the system are validated through thickness measurement experiments using a single-material standard test block.Subsequently,burn rate measurement tests are conducted on a Φ127 standard test engine,with a multi-target burn rate measure-ment method used as a reference.The results demonstrate that the proposed multi-channel burn rate measurement system achieves an average measurement error of<0.1 mm/s,showcasing high real-time performance,precision,and better compatibility.

王睿智;赵冬青;薛晨阳;魏文龙;曹振兴;刘博桓;闫小龙;崔娟;郑永秋;江明;郭珍

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信息技术与安全科学

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《传感技术学报》 2026 (4)

702-710,9

山西省基础研究计划项目(202203021221110)

10.3969/j.issn.1004-1699.2026.04.002

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