CN109507930B - 一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置 - Google Patents

一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置 Download PDF

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Abstract

一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，涉及轨道控制装置领域；包括直流电源、控制输入端子、第一开关断路器组、继电器组、屏蔽外壳和第二开关断路器组；屏蔽外壳为中空壳体结构；直流电源、控制输入器、信号输出和继电器组均设置在屏蔽外壳的内部；控制输入器一端与外部上位机连通；控制输入器另一端与第一开关断路器组的一端连通；第一开关断路器组的另一端与继电器组连通；继电器组分别与第一开关断路器组、直流电源和第二开关断路器组的一端连通；第二开关断路器组的另一端与外部气动电磁阀连通；本发明实现了实现多气路控制，完成多条轨道模拟的试验任务；有效隔离强电和杂波信号干扰，使试验设备与控制模块之间形成有效的屏蔽与隔离。

Description

一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置
技术领域
本发明涉及一种轨道控制装置领域，特别是一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置。
背景技术
随航天领域的逐步扩大，气动热地面模拟试验日益复杂，以往单一状态的试验能力已经不能满足各种飞行条件的要求，进而多轨道模拟试验应运而生。气动热试验主要试验途径是利用等离子加热器，通过调节电功率和气流量实现不同高空高速飞行状态的模拟。其主要轨道变换是由气路的流量、压力大小决定。
现有技术是采用单一上位机直接控制电磁阀动作；这种控制方式存在诸多问题。例如，由于一般上位机多采用工程用电脑模块，或数据采集控制板卡，存在功率小、防干扰能力弱。在气动热风洞试验过程中存在较强的强电干扰和静电波动，很容易使一般电子设备出现电子故障或直接损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装，实现了实现多气路控制，完成多条轨道模拟的试验任务；有效隔离强电和杂波信号干扰，使试验设备与控制模块之间形成有效的屏蔽与隔离。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，包括直流电源、控制输入端子、第一开关断路器组、继电器组、屏蔽外壳和第二开关断路器组；其中，屏蔽外壳为中空矩形壳体结构；直流电源、控制输入器、信号输出和继电器组均设置在屏蔽外壳的内部；控制输入器一端与外部上位机连通；控制输入器另一端与第一开关断路器组的一端连通；第一开关断路器组的另一端与继电器组连通；继电器组分别与第一开关断路器组、直流电源和第二开关断路器组的一端连通；第二开关断路器组的另一端与外部气动电磁阀连通。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，控制装置的工作过程为：控制输入端子接收外部上位机传来的控制指令，生成n路数字量电平信号，并通过第一开关断路器组将n路数字量电平信号发送至继电器组；直流电源为一直供电状态；继电器平时为断开状态，实现将直流电源的供电断开；当继电器组接收到n路数字量电平信号后，继电器组继电器组闭合；实现将直流电源的n路供电导通，n路供电依次通过继电器组和第二开关断路器组发送至外部气动电磁阀，实现对外部气动电磁阀供电；n为正整数。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述n大于等于2。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述外部上位机传来的控制指令为电信号，电压为24V，电流为1A。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述控制输入端子输出的数字量电平信号电压为22-27V。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述继电器组包括n个继电器；第一开关断路器组包括n个数字量电平信号开关断路器；第二开关断路器组包括n个供电开关断路器；每个继电器均对应1个数字量电平信号开关断路器和1个供电开关断路器；每路数字量电平信号通过对应数字量电平信号开关断路器传输至对应继电器；直流电源的每路供电依次通过继电器和对应供电开关断路器传输至外部气动电磁阀。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述直流电源提供n路供电时，每路供电电压为27V,电流为4A。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述第一开关断路器组中每个数字量电平信号开关断路器的工作电流范围为0-40mA；第二开关断路器组中每个供电开关断路器的工作电流范围为1-4A。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，每个继电器内部设置有电压线圈；电压线圈平时为断开状态；当继电器接收到数字量电平信号时，电压线圈吸合，实现导通。
在上述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，所述屏蔽外壳采用不锈钢材料；屏蔽外壳的外表面贴附铁氧体电磁屏蔽层；屏蔽外壳的内表面贴附硅橡胶防水密封层。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明通过上位机的指令传递，可控制多路气通道开关。27V直流电源，选用5A及以上电源模块，是下游能过承载多路电磁阀的控制。6路信号控制输入，代表同时可实现6种不同的开关量动作。每一路继电器的开关，又可控制多个气路电磁阀。实现多路稳定的轨道模拟控制；
(2)本发明采用耐高压继电器，其工作电压在直流24V到30V之间，由内部线圈吸合控制通断，使低压信号与反馈高压有效隔离，使其具有耐高压品质。从而在保证控制信号准确下达的同时，防止了气动热风洞设备所产生的高电压反向击穿，致使控制设备损坏；
(3)本发明中控制信号实现了反向控制操作指令。6路控制信号在实时准确传递的同时，通过继电器的分离，实现反信号操作。单一正信号，通过继电器可发送出一正一负双控制信号；单一负信号，通过继电器可实现一负一正双控制信号。此发明，为气动热模拟试验提供了高效的控制手段。轨道气控制过程中，电磁阀门开动作的同时，同不需要关阀门动作，无需多下达一路控制信号，只需连接开动作通路中负信号控制即可实现；
(4)本发明使用箱体式设计，外壳为技术防电磁材料，可有效屏蔽干扰信号，使外界杂波尤其是试验过程中产生的强干扰信号有效地进行隔离。
附图说明
图1为本发明控制装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明提供一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，通过上位机的指令传递，控制多路气管道电磁阀开关，实现试验过程中气流量的瞬间变换，达到模拟轨道变换的试验状态。此发明是一种针对气动热风洞试验种种特殊因素，在即保护试验设备的前提下，又扩大了试验能力，使一条指令可以控制多气路开关，有效保障了多轨道状态的试验效果，提高了气动热试验的整体能力。气动热风洞试验状态轨道控制装置设计为箱式结构，还为多试验平台间使用提供了高效的转换措施。在试验高效性上起到了关键作用。
如图1所示为控制装置示意图，由图可知，一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，包括直流电源1、控制输入端子2、第一开关断路器组3、继电器组4、屏蔽外壳5和第二开关断路器组6；其中，屏蔽外壳5为中空矩形壳体结构；屏蔽外壳5采用不锈钢材料；屏蔽外壳5的外表面贴附铁氧体电磁屏蔽层；屏蔽外壳5的内表面贴附硅橡胶防水密封层。直流电源1、控制输入器2、信号输出3和继电器组4均设置在屏蔽外壳5的内部；控制输入器2一端与外部上位机连通；控制输入器2另一端与第一开关断路器组3的一端连通；第一开关断路器组3的另一端与继电器组4连通；继电器组4分别与第一开关断路器组3、直流电源1和第二开关断路器组6的一端连通；第二开关断路器组6的另一端与外部气动电磁阀连通。
控制装置的工作过程为：控制输入端子2接收外部上位机传来的控制指令，控制指令为电信号，电压为24V，电流为1A。控制输入端子2生成n路电压为22-27V的数字量电平信号，并通过第一开关断路器组3将n路数字量电平信号发送至继电器组4；直流电源1为一直供电状态；继电器平时为断开状态，实现将直流电源1的供电断开；当继电器组4接收到n路数字量电平信号后，继电器组4继电器组4闭合；实现将直流电源1的n路供电导通，每路供电电压为27V,电流为4A。n路供电依次通过继电器组4和第二开关断路器组6发送至外部气动电磁阀，实现对外部气动电磁阀供电；n为正整数，且n大于等于2。
继电器组4包括n个继电器；第一开关断路器组3包括n个数字量电平信号开关断路器；第二开关断路器组6包括n个供电开关断路器；每个继电器均对应1个数字量电平信号开关断路器和1个供电开关断路器；每路数字量电平信号通过对应数字量电平信号开关断路器传输至对应继电器；直流电源1的每路供电依次通过继电器和对应供电开关断路器传输至外部气动电磁阀。每个继电器内部设置有电压线圈；电压线圈平时为断开状态；当继电器接收到数字量电平信号时，电压线圈吸合，实现导通。
第一开关断路器组3中每个数字量电平信号开关断路器的工作电流范围为0-40mA；第二开关断路器组6中每个供电开关断路器的工作电流范围为1-4A。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：包括直流电源(1)、控制输入端子(2)、第一开关断路器组(3)、继电器组(4)、屏蔽外壳(5)和第二开关断路器组(6)；其中，屏蔽外壳(5)为中空矩形壳体结构；直流电源(1)、控制输入端子(2)、信号输出(3)和继电器组(4)均设置在屏蔽外壳(5)的内部；控制输入端子(2)一端与外部上位机连通；控制输入端子(2)另一端与第一开关断路器组(3)的一端连通；第一开关断路器组(3)的另一端与继电器组(4)连通；继电器组(4)分别与第一开关断路器组(3)、直流电源(1)和第二开关断路器组(6)的一端连通；第二开关断路器组(6)的另一端与外部气动电磁阀连通；
控制装置的工作过程为：控制输入端子(2)接收外部上位机传来的控制指令，生成n路数字量电平信号，并通过第一开关断路器组(3)将n路数字量电平信号发送至继电器组(4)；直流电源(1)为一直供电状态；继电器平时为断开状态，实现将直流电源(1)的供电断开；当继电器组(4)接收到n路数字量电平信号后，继电器组(4)继电器组(4)闭合；实现将直流电源(1)的n路供电导通，n路供电依次通过继电器组(4)和第二开关断路器组(6)发送至外部气动电磁阀，实现对外部气动电磁阀供电；n为正整数；
所述屏蔽外壳(5)采用不锈钢材料；屏蔽外壳(5)的外表面贴附铁氧体电磁屏蔽层；屏蔽外壳(5)的内表面贴附硅橡胶防水密封层。
2.根据权利要求1所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述n大于等于2。
3.根据权利要求2所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述外部上位机传来的控制指令为电信号，电压为24V，电流为1A。
4.根据权利要求3所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述控制输入端子(2)输出的数字量电平信号电压为22-27V。
5.根据权利要求4所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述继电器组(4)包括n个继电器；第一开关断路器组(3)包括n个数字量电平信号开关断路器；第二开关断路器组(6)包括n个供电开关断路器；每个继电器均对应1个数字量电平信号开关断路器和1个供电开关断路器；每路数字量电平信号通过对应数字量电平信号开关断路器传输至对应继电器；直流电源(1)的每路供电依次通过继电器和对应供电开关断路器传输至外部气动电磁阀。
6.根据权利要求5所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述直流电源(1)提供n路供电时，每路供电电压为27V,电流为4A。
7.根据权利要求6所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：所述第一开关断路器组(3)中每个数字量电平信号开关断路器的工作电流范围为0-40mA；第二开关断路器组(6)中每个供电开关断路器的工作电流范围为1-4A。
8.根据权利要求7所述的一种应用于气动热风洞试验状态轨道控制装置，其特征在于：每个继电器内部设置有电压线圈；电压线圈平时为断开状态；当继电器接收到数字量电平信号时，电压线圈吸合，实现导通。
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