CN103823174B - 运载火箭电爆电路的检测系统 - Google Patents

Abstract

一种运载火箭电爆电路的检测系统，其包括前端测试设备与后端测试设备；所述前端测试设备包括仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合，各测试组合分别与待检测火箭连接，接收并存储所述待检测火箭发送的电爆电路信号；所述设备包括后端测试设备与前端测试设备，后端测试设备包括电爆电路监测计算机，所述前端测试设备包括仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合将接收到的电爆电路信号进行存储，并通过网络发送给所述电爆电路监测计算机进行检测。本发明采用分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统具备快速、机动、灵活等优点，实现了运载火箭的快速、机动测试发射。

Description

运载火箭电爆电路的检测系统

技术领域

本发明涉及运载火箭监测系统，特别是一种运载火箭电爆电路监测系统。

背景技术

传统的运载火箭电爆电路监测系统包括前端、后端二大部分组成，传统运载火箭电爆电路监测系统的系统架构图如附图1所示。前端采用集中式测试技术，I级、II级、III级、仪器舱火工品通路通过电缆集中到塔架工艺间进行测试。前端设备包括分叉电缆、摆杆电缆、井道电缆、信号处理组合、前端处理机连接电缆、前端处理机、前端以太网及光端机；若在等效器自检状态下，还包括模拟电阻盒和模拟电阻盒连接电缆。后端设备包括后端以太网及光端机、后端监测PC。信号从箭上或模拟电阻盒输出后首先接入分叉电缆，然后进入摆杆电缆，再通过井道电缆接入信号处理组合，信号处理组合完成对电爆电路信号的预处理后送入前端处理机进行检测、波形采样。前端处理机采用以太网方式与火箭塔架地下电源间内的光端机相连接，并通过光纤传输至后端，在后端则有一台PC机通过以太网与光端机相连。

传统的运载火箭电爆电路监测系统使用了大量的井道电缆、摆杆电缆、分叉电缆、组合间电缆，电缆造价高，铺设困难，不利于高密度发射任务的快速恢复。

基于分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统首次采用宽温、便携式设计，与XX-4B/C传统电爆电路监测系统相比，减少摆杆电缆、井道电缆共计28根，减少测试机柜一个，减少两台测试计算机，大大减少了设备展开、撤收的时间，节省了费用。基于分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统前端测试设备采用通用化设计，前端测试组合通过分叉电缆的变化，满足十几种状态的测试要求。

虽然基于分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统在其他型号的测试设备、指挥设备中有所应用，但在便携式、宽温设计、触摸屏设计、通用化设计、兼容十余种测试状态、采用FIFO与查询模式结合的数据存储方式等方面、前端无人值守、后端实时监测前端设备工作状态等方面，目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明提供了一种运载火箭电爆电路的检测系统，其包括前端测试设备与后端测试设备；所述前端测试设备包括仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合分别与待检测火箭连接，接收并存储所述待检测火箭发送的电爆电路信号；

所述后端测试设备包括一电爆电路检测检测计算机，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合同时与所述电爆电路检测计算机连接，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合将接收到的电爆电路信号发送给所述电爆电路检测计算机进行检测。

较佳地，所述前端测试设备还包括前端交换机，所述后端测试设备包括一后端交换机，所述前端交换机分别与所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合连接，所述后端交换机与所述电爆电路检测计算机连接，所述前端交换机与所述后端交换机通过光纤连接。

较佳地，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合均采用基于PC104协议的采集卡。

较佳地，所述采集卡包括光耦隔离电路、电平转换电路、FPGA、寄存器、PCI桥芯片以及PC104总线。

较佳地，所述采集卡将输入的电爆电路信号经光耦隔离、电平转换为TTL电平，并将所述TTL电平经去抖动处理后转换为PCI总线协议信号。

较佳地，所述PCI总线协议信号通过以太网向所述后端测试设备发送。

较佳地，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合包括一军用级PC/104计算机板、3块32路开关量监测卡、1个宽温硬盘、1个宽温电源，1个宽温LCD屏，宽温触摸屏以及风扇。

较佳地，所述各测试组合采集到的所述电爆电路信号在所述宽温硬盘上存储的同时通过以太网向所述后端测试设备传输。

本发明解决了传统的集中式电爆电路监测设备的使用电缆多、连接复杂，展开、撤收需要耗费大量人力及时间的弱点，采用分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统具备快速、机动、灵活等优点，实现了运载火箭的快速、机动测试发射。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为传统运载火箭电爆电路监测系统的系统架构图；

图2为本发明实施例提供的运载火箭电爆电路的检测系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的采集卡功能框图。

具体实施例

本发明提供了一种运载火箭电爆电路的检测系统，其包括前端测试设备与后端测试设备；所述前端测试设备包括仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合分别与待检测火箭连接，接收并存储所述待检测火箭发送的电爆电路信号；

所述后端测试设备包括一电爆电路检测检测计算机，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合同时与所述电爆电路检测计算机连接，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合将接收到的电爆电路信号发送给所述电爆电路检测计算机进行检测。

本实施例中所述前端测试设备还包括前端交换机，所述后端测试设备包括一后端交换机，所述前端交换机分别与所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合连接，所述后端交换机与所述电爆电路检测计算机连接，所述前端交换机与所述后端交换机通过光纤连接；

其中一级电爆电路监测设备、二级电爆电路监测设备、三级电爆电路监测设备、仪器舱电爆电路监测设备采用通用化设计，即硬件电路上完全相同。

所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合均采用基于PC104协议的采集卡，所述采集卡包括光耦隔离电路、电平转换电路、FPGA、寄存器、PCI桥芯片以及PC104总线。该采集卡的原理框图如图3所示，电爆电路信号经光耦隔离、电平转换后，转换为FPGA可以接收的TTL电平；信号经FPGA内部去抖动模块处理后，被储存到一个32位的寄存器里，同时FPGA对外部高精度温补晶振产生的标准频率信号进行计数，实现计时功能；PC104基板通过PCI总线设置功能电路板的复位、去抖动时间、开始采集、结束采集等功能，并读取功能电路板的寄存器获取电爆电路信号的通断情况及通断时间。

本实施例提供的为运载火箭为XX-4B/C运载火箭，其各电爆电路测试组合需要放在塔架上，为方便搬运，采用便携式机箱结构，外形尺寸为宽（300mm）×深(300mm）×高(300mm)，可以满足震动、跑车实验要求；各测试组合内部安装了1块军用级PC/104计算机板、3块32路开关量监测卡、1个宽温硬盘、1个宽温电源，一个宽温LCD屏，宽温触摸屏以及风扇。各测试组合后面板安装有6个Y2-65ZJBM插座、1个三芯电源插座、1个航插形式RJ45以太网口、1个地钉。6个Y2-65ZJBM插座共有390个点，在正/负线独立、均双点的情况下，可以接收时串96路。三芯电源插座用于组合的220V交流电源输入，地钉接口用于接地。

各测试组合的整体工作原理如下：信号由电爆电路测试组合上的接插件传输至PC/104的功能电路板，经隔离、处理后转变为PCI总线协议信号，通过PC/104接插件与PC/104计算机板通讯。PC104接口的计算机板作为PCI总线的主设备，各功能板卡作为挂载在PCI总线上的从设备。采集到的数据在硬盘上存储的同时通过以太网向后端传输，后端电爆电路检测计算机实时接收信号，通过指示灯的颜色变化表示接收电爆电路信号的情况：无脉冲时以灰色显示；一次脉冲以绿色显示，表示正常；脉冲触发两次以上（包括两次）以红灯警报，并将通断的时标信号进行存储、显示。电爆电路测试组合通过以太网接收系统的点火、起飞信号，接收到该信号后复位时间计数器。整个设备由220V交流电供电。液晶显示屏、触摸屏直接安装在组合面板上。

XX-4B/C火箭各级的电爆电路测试组合最多需要同时处理70路电爆电路信号，电爆电路PC/104接口的电爆电路测试板可设计为32路通道，这样单台组合内只需设置3块功能电路板栈接，就可采集、处理96路电爆电路信号，并具备进一步扩展的能力，最大状态下单台组合可栈接4块功能电路板，共可处理128路电爆电路信号；3台测试终端共可处理384路信号，满足系统冗余需要。

本发明解决了传统的集中式电爆电路监测设备的使用电缆多、连接复杂，展开、撤收需要耗费大量人力及时间的弱点，采用分布式测试技术的运载火箭电爆电路监测系统具备快速、机动、灵活等优势，为运载火箭的快速、机动测试发射打下坚实的基础。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种运载火箭电爆电路的检测系统，其特征在于，包括前端测试设备与后端测试设备；所述前端测试设备包括仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合分别与待检测火箭连接，接收并存储所述待检测火箭发送的电爆电路信号；

所述后端测试设备包括一电爆电路检测计算机，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合通过网络与所述电爆电路检测计算机连接，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合将接收到的电爆电路信号发送给所述电爆电路检测计算机进行检测；

所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合均采用基于PC104协议的采集卡；

所述采集卡包括光耦隔离电路、电平转换电路、FPGA、寄存器、PCI桥芯片以及PC104总线；

所述采集卡将输入的电爆电路信号经光耦隔离、电平转换为TTL电平，并将所述TTL电平经去抖动处理后转换为PCI总线协议信号。

2.如权利要求1所述的运载火箭电爆电路的检测系统，其特征在于，所述前端测试设备还包括前端交换机，所述后端测试设备包括一后端交换机，所述前端交换机分别与所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合连接，所述后端交换机与所述电爆电路检测计算机连接，所述前端交换机与所述后端交换机通过光纤连接。

3.如权利要求1所述的运载火箭电爆电路的检测系统，其特征在于，检测到的电爆电路通断信号及时标信息通过以太网向所述后端测试设备发送。

4.如权利要求1所述的运载火箭电爆电路的检测系统，其特征在于，所述仪器舱电路测试组合、一级电爆电路测试组合、二级电爆电路测试组合、三级电爆电路测试组合包括一军用级PC/104计算机板、3块32路开关量监测卡、1个宽温硬盘、1个宽温电源，1个宽温LCD屏，宽温触摸屏以及风扇。

5.如权利要求4所述的运载火箭电爆电路的检测系统，其特征在于，各测试组合采集到的所述电爆电路信号在所述宽温硬盘上存储的同时通过以太网向所述后端测试设备传输。