[0001] 本发明属于传感器领域，具体涉及一种流体信号激励源传感阵列定位系统和方法。

[0002] 对流体信号激励源定位具有十分重要的意义。保持飞船舱内的压力正常，需要对舱体进行检漏，精确检测出微小的漏率流量以及漏孔位置，这对长期运行的载人飞船尤为重要；对于有毒有害气体的泄露，如果能够及早的定位泄露位置，将有利于减少泄漏量，从而减少有害气体对环境和人民生命财产的损害。

[0003] 目前，主要的气体流量检测方法有：机械式气体流量检测(包括膜式气体流量检测和涡轮式气体流量检测)、热线热膜式气体流量检测(HWA)(包括热线仪和基于微电子机械系统(MEMS)的热式气体质量流量检测)、超声和激光多谱勒流速流量检测方法等。但是以上方法在实际应用过程中都是对流量大小的检测，而对于流体信号激励源只能进行粗略的定位。

[0004] 生物在漫长的进化过程中形成了很多巧妙的结构，为仿生研究提供了优秀的蓝本。蝎子螯肢表面的蛊毛对周围空气极其微小的流量具有的敏锐的感知能力，并且这些蛊毛感受器在其螯肢上呈现一定的规律排列。蝎子通过其螯肢表面的蛊毛感受器不仅能够感知到猎物而且能够对猎物进行定位。本发明是在对蝎子体表蛊毛感器阵列定位猎物的基础上，基于MEMS技术研发的流体信号激励源定位传感器阵列，具有体积小、重量轻、灵敏度高、测量精度高、易于批量生产等优点。

[0005] 因此，本发明的目的是，提供一种传感阵列定位系统和方法。该传感阵列能够有效的定位流体信号激励源。本发明由传感阵列模块，传感器信号采集模块，处理电路模块组成。

[0006] 本发明的具体技术方案如下：本发明的阵列排布方式是仿造蝎子螯肢上的蛊毛传感器官的排布方式。本发明阵列由八组单向流速传感器组成，分别编号为A-H，其方向为确定方向。每组又由三个单向流速传感器组成，分别编号为1-3。将该传感阵列置于流场中，单向流速传感器将流速信号转化为电信号，再由传感器信号采集模块采集八组单向流速传感器的电信号大小，然后由处理电路模块对每组信号流速大小取平均值，最后再由处理电路模块对这八个值的按从大到小进行排列。流速值最大和第二大的单向流速传感器所确定的方向记为主方向，流速值第三大和第四大的单向流速传感器所确定的方向为次方向，将其流速值大小与主方向流速值大小相比，得到的比值乘以45°，即可得到主方向所需向次方向偏转度数。

[0007] 本发明所述的一种传感器阵列定位系统包括：传感阵列模块，传感器信号采集模块，处理电路模块。传感阵列模块是仿造蝎子蛊毛感受器官在蝎子螯肢上的排列方式排列而成。传感器信号采集模块能够有效的采集单向流速传感器的流速大小，处理电路模块能够有效对流速大小进行处理。传感器阵列模块由八组单向流速传感器组成，这八组单向流速传感器，其中A和F、B和G、C和H、D和E所确定的流速方向相同。

[0008] 本发明的有益效果：

[0009] 1.本发明实现成本低，利于投入日常应用。定位系统采用的传感器可以是热线式传感器或者是机械式的传感器，相比于激光或者声波式的多普勒传感器而言，成本大大降低，利于投入量产。

[0010] 2.本发明能够较为精确的获取流体信号激励源的位置，不产生误差累计，设计简单，能够广泛应用于流体信号激励源的定位。附图说明

[0011] 图1为本发明传感阵列示意图。

[0012] 图2为单向流速传感器示意图。

[0013] 图3为本发明传感阵列定位实施例原理图。具体实施方式：

[0014] 为使本发明所述一种传感阵列定位系统和方法更加清楚明白，一下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

[0015] 如图1，一种传感阵列定位系统，包括：传感阵列模块1，传感器信号采集模块2，处理电路模块3。其中传感阵列模块1由八组每组三个按统一方向排列的单向流速传感器组成。传感器信号采集模块2和处理电路模块3均可为普通的信号采集模块和处理电路模块。

[0016] 如图2，本发明所述的单向流速传感器以热线风速传感器为例，当流速与该类型单向流速传感器垂直式时，其散热量和接触程度最充分，也就是其所测量的流速值最大，而当流速不与热线相互垂直，则散热量减少，从而所测速度的大小较小。如图3，当有流速信号激励源时，不同朝向的单向流速传感器所检测到速度值大小不同。每组传感器所获得平均速度大小可由下面的公式计算：

[0017]

[0018] 然后再将所得到的VA，VB，…，VH按照从大到小的顺序排列。在本实例中VA>VF>VB>VG。

[0019] 取VA，VF的方向为主方向，VB和VG为次方向。主方向需要向次方向偏角度大小可以表示为：

[0020]

[0021] 通过得到的偏角大小我们就可以确定流体机理信号源的方向。由于该信号源的位置是被两个主方向所确定的，在该实例中为A和F两个相距距离为d的主方向所确定。则可以由三角形的余弦定理确定信号激励源与某一主方向上的传感器组的距离，以信号源距A组和F组传感器的距离计算可得：

[0022]

[0023] 其中L1为信号源到A组传感器的距离，L2为信号源到F组传感器的距离。