CN102840799A

CN102840799A - 具有双重安保设计的激光点火系统

Info

Publication number: CN102840799A
Application number: CN2012103134422A
Authority: CN
Inventors: 曹军胜; 彭航宇; 王彪; 高志坚; 王立军
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2012-12-26

Abstract

具有双重安保设计的半导体激光点火系统属于半导体激光点火系统领域，包括：单片机系统、压控电流源、激光器、第一光纤连接器、第二光纤连接器、激光起爆器接头、激光起爆器和光电探测器，上位机、限流电阻、限流开关和常闭继电器；单片机系统分别与上位机、压控电流源、限流开关、常闭继电器和光电探测器连接；限流开关并联于限流电阻的两端；常闭继电器并联于激光器两端，激光器分别与压控电流源、限流电阻、限流开关和第一光纤连接器连接；光电探测器与第二光纤连接器连接；激光起爆器接头和激光起爆器连接。保险模式时，防止静电击穿激光器。检测模式时，确保激光器输出的检测光功率处于安全范围。在点火模式下，激光器可在额定状态下工作。

Description

具有双重安保设计的激光点火系统

技术领域

本发明属于半导体激光点火系统领域，具体涉及一种具有双重安保设计的半导体激光点火系统。

背景技术

激光点火系统中，高功率激光脉冲通过光纤传输到激光火工品点火药剂的表面，从而将火工品引爆。激光点火系统的自检测功能要求对光路连续性进行检测，因而需要点火激光器能够输出低功率的安全检测光照射到激光火工品，激光火工品光学窗口将部分入射光反射到检测光纤，再通过光电探测器检测反射光的功率，从而判断光路连续性。

传统的激光点火系统中，点火激光器由压控电流源直接驱动，通过调节压控电流源的输入电压来产生高功率点火激光或低功率检测光。这种方法结构简单但安全性难以得到保障，压控电流源的稳定性及其受到的任何电磁干扰都将直接影响点火激光器的输出，进而导致火工品的误动作。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有双重安保设计的激光点火系统，该系统可工作在保险模式、检测模式、点火模式等三种工作模式下，保险模式时激光器出于短路保护状态、检测模式时激光器工作电流被限流电阻限制在安全值以下，系统安全性得到大幅度提升。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

具有双重安保设计的激光点火系统，该系统包括：单片机系统、压控电流源、激光器、第一光纤连接器、第二光纤连接器、激光起爆器接头、激光起爆器和光电探测器，该系统还包括包括：上位机、限流电阻、限流开关和常闭继电器；单片机系统分别与上位机、压控电流源、限流开关、常闭继电器和光电探测器连接；限流开关并联于限流电阻的两端；常闭继电器并联于激光器两端，激光器分别与压控电流源、限流电阻、限流开关和第一光纤连接器连接；光电探测器与第二光纤连接器连接；激光起爆器接头和激光起爆器连接。

工作原理：本发明工作时，接收并执行上位机的指令，常闭继电器与限流开关受单片机系统的控制。保险模式时，限流开关打开、常闭继电器闭合，激光器没有输出；检测模式时，限流开关打开、常闭继电器打开，激光器输出低功率检测光；点火模式时，限流开关闭合、常闭继电器打开，激光器可输出额定功率实施点火。

本发明的有益效果是：本发明可工作于三种模式，即保险模式、检测模式和点火模式。保险模式时，激光器受常闭开关保护，不仅能避免误动作，还可有效防止静电击穿激光器，以及保护激光器免受压控电流源的过冲和浪涌。检测模式时，压控电流源的输出回路串入了限流电阻，确保激光器输出的检测光功率处于安全范围。只有在点火模式下，激光器和电流源的保险同时打开，激光器可工作在额定状态下。

附图说明

图1本发明具有双重安保设计的激光点火系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，具有双重安保设计的激光点火系统包括：上位机1、激光点火控制器2、出射光缆12、检测光缆13、激光起爆器接头14和激光起爆器15，其中，激光点火控制器2包括：通讯接口4、单片机系统3、压控电流源5、限流电阻6、限流开关7、激光器8、常闭继电器9、第一光纤连接器10、第二光纤连接器11、光电探测器16。

上位机1通过激光点火控制器2中的通讯接口4控制单片机系统3，当处于保险模式时，单片机系统3控制限流开关7打开、常闭继电器9闭合，激光器8正负极被短接，激光器8没有输出；当处于检测模式时，单片机系统3控制限流开关7打开、常闭继电器9打开，激光器8解除短路，压控电流源5的发出电流被限流电阻6分流，输出电流远远小于激光器8的工作电流，激光器8输出低功率检测光；当处于点火模式时，单片机系统3控制限流开关7闭合、常闭继电器9打开，激光器8解除短路，限流电阻6被限流开关7短接，压控电流源5可给激光器8输出额定电流，激光器8发出激光，通过第一光纤连接器10和出射光缆12，进入激光起爆器接头14，接通激光起爆器15，激光起爆器15的工作情况通过激光起爆器接头14、检测光缆13和第二光纤连接器11进入光电探测器16中，由光电探测器16传输到单片机系统3，通过通讯接口4发送至上位机1。

在本实施例中，压控电流源5的额定输出电流为6A，激光器8在额定工作电流6A时的输出功率为5W；当压控电流源5的输出回路串入15欧姆5W的大功率限流电阻后最大输出电流仅为180mA。

Claims

1.具有双重安保设计的激光点火系统，该系统包括：单片机系统（3）、压控电流源（5）、激光器（8）、第一光纤连接器（10）、第二光纤连接器（11）、激光起爆器接头（14）、激光起爆器（15）和光电探测器（16），其特征在于，该系统还包括包括：上位机（1）、限流电阻（6）、限流开关（7）和常闭继电器（9）；所述单片机系统（3）分别与上位机（1）、压控电流源（5）、限流开关（7）、常闭继电器（9）和光电探测器（16）连接；所述限流开关（7）并联于限流电阻（6）的两端；所述常闭继电器（9）并联于激光器（8）两端，激光器（8）分别与压控电流源（5）、限流电阻（6）、限流开关（7）和第一光纤连接器（10）连接；所述光电探测器（16）与第二光纤连接器（11）连接；所述激光起爆器接头（14）和激光起爆器（15）连接。

2.如权利要求1所述的具有双重安保设计的激光点火系统，其特征在于，激光点火系统还包括光缆；所述第一光纤连接器（10）和激光起爆器接头（14）连接，第二光纤连接器（11）和激光起爆器接头（14）都通过光缆连接。

3.如权利要求1所述的具有双重安保设计的激光点火系统，其特征在于，激光点火系统还包括通讯接口（4）；所述上位机（1）通过通讯接口（4）与单片机系统（3）连接。