CN108507425B - 一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置，该装置由磁钢阵列、磁阻传感器、信号处理电路和管壳构成。其中，磁钢阵列用于建立激励磁场，磁阻传感器将磁场变化量转变为电压变化量输出至信号处理电路，信号处理电路包括：基准电源、偏置电流源、置位/复位电路、仪表放大器与微控制器，微控制器对穿层信号进行计数，实现计层，管壳采用非磁性金属材料。本发明采用磁敏感侵彻计层技术，解决了大长径比侵彻弹高速侵彻钢甲、金属目标、钢筋混凝土地下工事等目标时传统侵彻引信计层装置测量不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及引信技术领域，具体涉及一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置。
背景技术
引信是一种通过感知目标和环境，按预定条件控制引爆弹药的装置。在现代战争中，为了最大限度地破坏敌方深埋在钢甲、混凝土等硬目标下面的具有分层特征的重要设施，要求弹丸必须侵入目标一定层数后爆炸，这就涉及到引信计层起爆技术。
目前，侵彻引信起爆装置均采用加速度计侵彻引信计层装置。加速度计侵彻引信计层装置是通过在计层装置内部放置加速度计，通过检测加速度计的变化，对加速度计变化的峰值进行计数，实现侵彻引信计层的一种装置。采用加速度计侵彻引信计层装置获取的侵彻过载信号总是包含两种成分：弹体的刚体过载与弹体的振动响应，由于弹体振动响应信号与刚体过载信号粘连，给引信计层带来困难。当侵彻弹高速侵彻目标时，伴随着着靶初速和弹体长径比的提高，弹体振动的阻尼减小，侵彻过程中应力波在弹体内多次反射互相叠加，弹体轴向振动信号甚至会完全淹没掉整个刚体的加速度信号，导致计层错误，引信误操作。
发明内容
针对高速、大长径比侵彻弹侵彻引信计层难题，本发明提供了一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置，由磁钢阵列、磁阻传感器、信号处理电路和管壳构成，其特征在于：管壳的形状为空心的圆柱体，采用磁导率约为1的非磁性金属材料制备，所述磁钢阵列、磁阻传感器和信号处理电路固定于管壳内部，磁钢阵列的磁钢单元数量至少为2个，均布于管壳一个端部的同一平面的中轴线周围且使用非磁性材料固定安装；磁阻传感器位于管壳的中轴线上。
进一步的，所述磁钢阵列所使用材料为钕铁硼磁铁材料。
进一步的，所述信号处理电路，包括高精度的基准电源、偏置电流源、置位/复位电路、仪表放大器和微控制器，高精度的基准电源与磁阻传感器相连，置位/复位电路与磁阻传感器相连，偏置电流源与磁阻传感器相连，磁阻传感器与仪表放大器相连，仪表放大器与微控制器相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的装置通过在磁敏感计层装置内部放置磁钢阵列建立激励磁场，磁阻传感器探测磁场的变化，产生脉冲式电压信号，送至微控制器，微控制器对脉冲式电压信号进行计数，实现计层，由于侵彻过程中的磁场变化量，不受侵彻弹本身过载及振动的影响，因此克服了加速度计侵彻引信计层装置穿层信号和振动响应粘连的缺点，极大程度上解决了高速、大长径比侵彻弹计层的难题。
2、本发明采用磁敏感侵彻计层装置，由于采用磁阻传感器对磁场变化量进行测量，对钢甲、金属目标、钢筋混凝土地下工事等尤为敏感，可适用于多种针对不同军事目标的近中远程弹药的计层侵彻引信。
附图说明
图1是一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置简图；
图2是磁敏感计层装置的磁探测电路框图；
图3是侵彻弹的剖面图；
图4是侵彻弹等效屏蔽腔剖面图。
附图标记说明如下：
1、磁钢阵列；2、磁阻传感器；3、信号处理电路；4、管壳；5、侵彻弹弹壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，实施例提供一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置，由磁钢阵列1、磁阻传感器2、信号处理电路3和管壳4构成，所说的管壳4的形状为空心的圆柱体，采用磁导率约为1的非磁性金属材料制备，所述磁钢阵列1、磁阻传感器2和信号处理电路3固定于管壳内部，磁钢阵列1的磁钢单元数量至少为2个，磁钢阵列1所使用材料为钕铁硼磁铁材料，均布于管壳4一个端部的同一平面的中轴线周围且使用非磁性材料固定安装，本实施例中为两个；磁阻传感器2位于管壳4内部的中轴线上。
如图2所示，是磁敏感计层装置的磁探测电路，包括磁阻传感器2和信号处理电路3。所述信号处理电路3，包括高精度的基准电源、偏置电流源、置位/复位电路、仪表放大器与微控制器。高精度的基准电源与磁阻传感器相连，置位/复位电路与磁阻传感器相连，偏置电流源与磁阻传感器相连，磁阻传感器与仪表放大器相连，仪表放大器与微控制器相连。高精度的基准电源，给磁阻传感器供电。磁阻传感器，磁阻传感器感应外界磁场变化量，将磁场变化量转变为电压变化量输出。偏置电流源输出恒定的电流流过传感器的偏置电流带，产生反向偏置磁场，补偿待测磁场的零位。置位/复位电路在上电时输出置位脉冲，确定传感器的敏感方向，进而提高传感器的灵敏度。磁阻传感器输出的穿层特征信号通过高速仪表放大器放大，送给微控制器。微控制器对特征信号进行计数，实现计层。
本发明的装置，安装于侵彻弹的引信尾部，且磁钢阵列位于最尾部。本发明装置的基本工作原理是：位于侵彻弹引信最尾部的磁钢阵列产生激励磁场，侵彻弹在侵彻含有导磁性的多层目标时，侵彻弹引信内部的磁场强度在每次侵彻过程中先是迅速增大然后迅速减小，产生穿层响应信号，通过放置在磁钢阵列前方的侵彻弹中轴线上的磁阻传感器探测穿层响应信号，将其转换为原始的脉冲式电压信号输出，送至微控制器中进行滤波处理，得到较低噪声的脉冲式电压信号，对脉冲式电压信号进行计数，从而达到侵彻计层的目的。
如图3所示，是侵彻弹的剖面图。本发明可安装在侵彻弹的尾部，其中侵彻弹弹壳5材料为高强钢，属于导磁材料。磁敏感计层装置位于侵彻弹的尾部，在侵彻过程中，弹的尾部有较强的漏磁，部分磁力线穿过金属弹体形成闭合回路，侵彻弹的弹壳由金属导磁材料构成，战斗部近似为一个尾部开孔的屏蔽腔。如图4所示是侵彻弹等效屏蔽腔剖面图。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (1)
1.一种用于侵彻引信的磁敏感计层装置，由磁钢阵列（1）、磁阻传感器（2）、信号处理电路（3）和管壳（4）构成，其特征在于：管壳（4）的形状为空心的圆柱体，采用磁导率约为1的非磁性金属材料制备，所述磁钢阵列（1）、磁阻传感器（2）和信号处理电路（3）固定于管壳（4）内部，磁钢阵列（1）的磁钢单元数量至少为2个，均布于管壳（4）一个端部的同一平面的中轴线周围且使用非磁性材料固定安装；磁阻传感器（2）位于管壳（4）的中轴线上；
所述磁钢阵列（1）所使用材料为钕铁硼磁铁材料；
所述信号处理电路（3），包括高精度的基准电源、偏置电流源、置位/复位电路、仪表放大器和微控制器，高精度的基准电源与磁阻传感器相连，置位/复位电路与磁阻传感器相连，偏置电流源与磁阻传感器相连，磁阻传感器与仪表放大器相连，仪表放大器与微控制器相连。
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