CN111947525B - 一种静态测时仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种静态测时仪及其测试方法，静态测时仪包括主机和操作控制柜；主机包括机架和设于机架上的抗爆箱；抗爆箱内设有直线摆动组合驱动机构、旋拉器、夹具和夹紧机构；直线摆动组合驱动机构连接旋拉器的一端，以带动旋拉器进行直线运动或摆动；旋拉器的另一端与夹具相对设置，夹具连接夹紧机构；旋拉器与夹具之间放置带引信的待测试弹体，旋拉器在与夹具相对的那一端设有连接孔，引信上的拉环设于旋拉器的连接孔处，且将固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内。本发明还包括一种静态测时仪的测试方法。本发明能够准确获得弹体的延期作用时间，从而根据目标距离，正确掌握弹体的投掷时机，提高安全性和投掷准确性。

Description

一种静态测时仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试仪器，特别是一种静态测时仪及其测试方法。

背景技术

引信又称信管，是装在炮弹、炸弹、地雷等上的一种引爆装置。引信是利用目标信息和环境信息，在预定条件下引爆或引燃弹药战斗部装药的控制装置。

现有的拉环式引信主要由专业的操作人员投掷，通过解除引信的双保险，使击针击发底火后点燃火药,火药便会燃烧并引爆弹体，这就需要操作人员熟悉弹体从解除保险到爆炸的延时间，否则很容易造成人身安全，也不能精确控制投掷目标的距离。而且延时时间需要精确判断，一旦误差较大，就会导致判断失误，从而造成危险，这就亟需设计一款专门针对弹体延时时间的测试仪器来精确判断弹体从解除保险到火药产生火光的时间，以提高安全性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，操作便捷，准确率高，安全性高的静态测时仪及其测试方法。

本发明的技术方案是：

本发明之一种静态测时仪，包括主机和操作控制柜；所述主机包括机架和设于机架上的抗爆箱；所述抗爆箱内设有直线摆动组合驱动机构、旋拉器、夹具和夹紧机构；所述直线摆动组合驱动机构连接旋拉器的一端，以带动旋拉器进行直线运动或摆动；所述旋拉器的另一端与夹具相对设置，夹具连接夹紧机构；所述旋拉器与夹具之间放置带引信的试件，所述旋拉器在与夹具相对的那一端设有连接孔，所述引信上的拉环设于旋拉器的连接孔处，且将固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内；所述操作控制柜包括设于柜体的人机界面、按钮和控制器，所述直线摆动组合驱动机构和夹紧机构由控制器控制其动作。

进一步，所述抗爆箱的下侧连接排烟系统；所述排烟系统包括沿抗爆箱向下延伸出的通道，所述通道的下端连接排烟管道，排烟管道侧连接抽风机。

进一步，所述直线摆动组合驱动机构为直线摆动组合气缸，由摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀控制；直线摆动组合气缸还包括直线工作位和摆动工作位；直线工作位、摆动工作位、摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀均连接控制器。

进一步，所述夹紧机构包括夹紧气缸和夹紧气缸开关，夹紧气缸通过夹紧螺杆连接夹具；夹紧气缸由夹紧电磁阀控制；所述夹紧气缸开关为脚踏开关，设于机架的下侧；所述夹紧电磁阀和脚踏开关均连接控制器。

进一步，所述直线摆动组合气缸通过管道连接空气压缩系统。

进一步，所述抗爆箱上设有安全保护装置，所述安全保护装置包括设于抗爆箱壳体上的抗爆门和接近开关，所述接近开关连接控制器的输入端。

进一步，抗爆箱上还设有红外感应传感器，红外感应传感器连接控制器的输入端。

本发明之一种根据前述任一项所述静态测时仪的测试方法，包括以下步骤：

S1：打开抗爆门；

S2：握持试件，松开夹具，扳开试件的引信拉环，放入夹具及旋拉器间；把固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内，然后夹紧试件；

S3：关紧抗爆门；

S4：启动测试，控制直线摆动组合驱动机构动作，直线摆动组合驱动机构的摆动驱动机构先带动旋拉器摆动，解除试件的径向力保险；然后再控制直线摆动组合驱动机构的直线驱动机构带动旋拉器作直线运动，以拉动拉环，解除试件的轴向力保险；解除引信双保险的同时，直线摆动组合驱动机构上的直线工作位输出信号使控制器的内部定时器开始计时；试件的击针击发底火后点燃火药,火药开始燃烧，当红外感应传感器感应到发火信号后输出信号给控制器，控制器的内部定时器停止计时，这段定时器自动测量并记录的时间，即为试件的延期作用时间；

S5：测试结束，数据自动存储，或人工抄录备份；

S6：对防爆箱内进行抽风排烟；

S7：开抗爆门待机，进入下一件测试。

进一步，还包括人机界面的参数设置和要素显示方法；

所述参数设置包括以下至少一种：

延时解锁：指径向解锁后延时一定时间进行轴向解锁；

增压延时：指空气压缩系统启动测时所需最小时间；

抽风时间：是指试件作用后抽风机排除爆炸烟尘的工作时间；

所述要素显示包括以下至少一种：

测时时间：用于显示试件的作用时间；如果测时时间在试件设置的时间范围内则显示合格；否则显示不合格。

检测数量：指测试完成试件的数量，每完成一次试件测时，测时完成后数字加一，显示的数字为合格品数量和不合格品数量之和，其中数量可修改。

合格数量：指测试完成试件的合格品数量，其中数量可修改；

合格率：合格数量/检测数量×100％，其中数字不可以修改。

测试项目：指在延期与短延期两种不同时间的试件之间的选择；

数据记录：显示为“正常取样”和“暂停取样”两种状态；“正常取样”状态时每测试一次试件，系统自动存储最近一次测时数据；“暂停取样”状态则不记录数据；

原始记录：记录现在测试试件和以前测试试件的时间及测时数据。

进一步，还包括操作前的准备步骤：

S01：通电预热；

S02：观察设备是否有异常现象；

S03：在不安装试件的情况下预操作一遍确认设备是否正常，其中，结束信号采集的火焰信号用模拟的火焰代替。

本发明的有益效果：

(1)通过设置在抗爆箱内设置直线摆动组合驱动机构、旋拉器、夹具和夹紧机构，并将固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内，能够解除试件的径向力保险和轴向力保险；从而在解除引信双保险后进行自动计时，来获得试件的延期作用时间，即通过获得试件在解除保险到爆炸的时间，便能够根据目标距离，正确掌握试件投掷时机，提高安全性和投掷准确性。

(2)通过设置直线摆动组合驱动机构，能够实现引信双保险的解除，结构简单，操作便捷，解除速度快；

(3)通过设置红外感应传感器与直线摆动组合驱动机构上的直线工作位相结合，来确定计时的初始时间和结束时间，提高准确度；

(4)通过设置排烟系统，能够有效消除防爆箱内因火药燃烧爆炸而产生的烟尘；

(5)通过设置抗爆门和接近开关，待人员撤离到安全区域内时才能启动测试，大大提高安全性；

(6)通过操作前的准备步骤，能够预先对设备进行异常检测，以确保试件在测试过程中避免出现异常，从而降低试验失败率，保证试件不被浪费，节约成本；

(7)通过人机界面的参数设置，能够实现设备自动化检测，通过设置不同的功能，既能适用于不同的试件进行测试，也能让操作人员熟知试样的合格率和延期时间等重要信息。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的侧视图。

附图标识说明：1.主机；2.排烟系统；3.直线摆动组合气缸；4.旋拉器；5.夹具；6.夹紧气缸；7.插销；8.抗爆门；9.接近开关；10.红外感应传感器；11.机架；12.抗爆箱；21.通道；22.排烟管道；41.旋拉杆；51.夹紧螺杆；121.隔板。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示：一种静态测时仪，包括主机1、操作控制柜、排烟系统2、空气压缩系统和安全保护装置。其中，主机1包括机架11和设于机架上部的密闭的抗爆箱12，优选地，抗爆箱12的最大抗爆药量为1000mg(火药为聚黑-14)；抗爆箱12的下部连接排烟系统2。操作控制柜与主机1脱离设置。

本实施例中，抗爆箱12内设有直线摆动组合气缸3、旋拉器4、夹具5和夹紧机构。旋拉器4的一端连接直线摆动组合气缸3，通过直线摆动组合气缸来带动旋拉器进行直线运动或摆动。旋拉器的另一端与夹具5相对设置，夹具5连接夹紧螺杆51，夹紧螺杆51连接夹紧机构，本实施例的夹紧机构包括夹紧气缸6和夹紧气缸开关，夹紧气缸用于带动夹紧螺杆动作，来控制夹具的松开和夹紧；夹紧气缸由夹紧电磁阀控制，通过给夹紧电磁阀通电、断电，来控制夹紧气缸的活塞做往复运动。夹紧气缸开关为脚踏开关，设于机架的下侧，通过踏下脚踏开关来控制夹紧气缸带动夹具松开试件，通过松开脚踏开关则夹紧试件。本实施例中，旋拉器4与夹具5之间用于放置试件，如各种弹体。旋拉器4包括旋拉杆41，旋拉杆41的末端位置设有连接孔，优选为销孔。由于弹体的引信上设有拉环，将弹体放入夹具与旋拉器的旋拉杆之间，且拉环设于旋拉杆的销孔处，并把插销7插入引信的拉环及旋拉杆41的销孔内。

本实施例中，旋拉器4通过直线摆动组合气缸3控制其动作。直线摆动组合气缸具有摆动功能和直线运动功能，分别由摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀控制，摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀均连接PLC控制器的输出端。其中，摆动功能主要用于解除试件的径向力保险，直线运动功能用于解除试件的轴向力保险。

本实施例中，直线摆动组合气缸3还包括直线工作位(行程开关)和摆动工作位(接近开关)，直线工作位用于控制旋拉器的直线运动距离，起到直线限位作用，摆动工作位用于制旋拉器的摆动距离。优选地，旋拉器的最大行程为40mm，最大摆动角度为270°。

本实施例中，空气压缩系统包括空气压缩机，分别与直线摆动组合气缸和夹紧气缸连通，用于向直线摆动组合气缸和夹紧气缸内输送压缩气体，以分别控制旋拉器和夹具动作。

本实施例中，排烟系统2包括沿抗爆箱向下(即向机架方向)延伸出的通道21，通道的下端连接排烟管道22，排烟管道侧连接抽风机，用于排出试件爆炸时产生的烟尘。

本实施例中，操作控制柜包括设于柜体上的按钮、触摸屏和设于柜体内的控制器。其中按钮包括但不限于急停按钮、停止电源按钮、启动电源按钮和测试按钮。急停按钮用于设备如遇紧急情况需停止测时时按下此按钮，设备停止工作。测试按钮是指使设备自动完成一次测时功能。在按下测试按钮前必须正确安装好产品，关闭抗爆门，待人员撤离到安全区域内时才能按下测试按钮。触摸屏用于进行人机互动。其中，触摸屏上的测试按钮和操作控制柜上的测试按钮功能相同。本实施例的控制器优选为PLC控制器。

本实施例中，安全保护装置包括设于抗爆箱壳体上的抗爆门8和接近开关9(统称防护锁)，接近开关用于检测是否有人员靠近主机。其中，接近开关9上设有指示灯，当抗爆门8打开时接近开关指示灯灭，这时操作控制柜和触摸屏上的测试按钮失效，系统锁定解保功能，以防止安装试件时有人误按下测试按钮。

本实施例中，抗爆箱壳体上还安装有红外感应传感器10，用于将感应到的试件被触发后的发火信号发送给PLC控制器。

本实施例中，抗爆箱12内设有隔板121，隔板121将抗爆箱12分成至少两个腔体，例如本实施例通过隔板分成三个腔体，第一腔体内设有所述直线摆动组合气缸，第二腔体设置旋拉器，第三腔体为试验区，设有夹具，隔板上开设有孔，便于直线摆动组合气缸和旋拉器的连接，也便于旋拉器伸至夹具处。通过设置隔板121，能够防止弹体引爆时造成对直线摆动组合气缸和旋拉器的损害。

本实施例中，PLC控制器的输出端分别与摆动气缸电磁阀、直线气缸电磁阀、夹紧电磁阀、触摸屏；PLC控制器的输入端分别连接红外感应传感器、按钮、直线摆动组合气缸的直线工作位(行程开关)和摆动工作位(接近开关)、压力开关、夹紧气缸开关(脚踏开关)和安全保护装置的接近开关。

本实施例中，静态测试仪的工作原理主要包括操作前准备步骤和操作步骤。

其中，操作前准备步骤包括：

S101：通电预热10分钟；

S102：观察测时设备是否有异常现象；

S103：不装试件按操作歩骤预操作一遍确认测时设备是否正常，其中，结束信号采集的火焰信号可用打火机的火焰代替。

操作步骤包括：

S201：电源合闸，启动电源；

S202：启动空气压缩机；

S203：待压力达0.5MPa时开始测试；

具体地，开启空气压缩机，在测试试件前必须开启，并保证试件测试前气缸内气压不小于0.5MPa，否则测时仪会不能正常工作。

S204：选择试件型号，确认设定值；

S205：开抗爆门；

S206：握持试件，脚踏开关松开夹具，把试件(以手榴弹为例)的底螺朝下、保险握片向外、扳开引信拉环，对中放入夹具及旋拉器的旋拉杆间；

具体地，踏下脚踏开关后，脚踏开关将信号发送给PLC控制器，由PLC控制器控制夹紧电磁阀开启，使夹紧气缸的活塞带动夹紧螺杆动作将夹具松开。

S207：把插销插入试件的引信拉环及旋拉杆的销孔内；

S208：松开脚踏开关，自动夹紧试件；

具体地，松开脚踏开关后，脚踏开关将信号发送给PLC控制器，由PLC控制器控制夹紧电磁阀断开，使夹紧气缸带动夹紧螺杆动作以使夹具夹紧试件。

S209：关紧抗爆门；

S210：启动测试按钮，开始自动测试；

具体地，启动测试按钮，控制直线摆动组合气缸动作，PLC控制器控制摆动气缸电磁阀开启，压缩空气驱动摆动气缸带动旋拉杆摆动，解除试件的径向力保险；然后PLC控制器再控制直线气缸电磁阀开启，压缩空气驱动直线气缸带动旋拉杆作直线运动，以拉动拉环，解除试件的轴向力保险；解除试件的双保险后击发试件，同时，装在直线摆动组合气缸上的行程开关输出信号使PLC控制器的内部定时器开始计时；待试件完全作用的同时，即弹体的击针会击发底火后点燃火药,火药开始燃烧，当红外感应传感器感应到发火信号后立即输出信号给PLC控制器，PLC控制器的内部定时器停止计时，这段PLC内部定时器自动测量并记录的时间，就是试件的延期作用时间。测试后，直线摆动组合气缸自动延时复位。

S211：测试自动结束，数据自动存储，或人工抄录备份；

S212：自动启动抽风机，抽风排烟，并延时停止抽风排烟；

S213：开抗爆门待机，进入下一件测试；

S214：试验全部结束后，人工清除抗爆箱内的试件残渣，保持清洁；

S215：测试结束，切断电源。

本实施例中，按下操作控制柜“启动电源”按钮开启静态测时仪，操作控制柜的触摸屏上出现测试界面。测试界面主要包括：

(1)相应指示灯的标签，具体包括：

风机：是指抽风机的指示灯开启/关闭状态，显示“OFF”为抽风机停机，显示“ON”为抽风。

空压机：是指空气压缩机(以下简称空压机)的指示灯开启/关闭状态，显示“OFF”为停机。当空压机指示灯显示为“ON”但空压机未启动，说明压缩空气未达到设定压力值。

扭转：是指直线摆动组合气缸的摆动功能关闭/开启。

拔销：是指直线摆动组合气缸的直线运动功能关闭/开启。

开始：是指测时定时器的关闭/开启。如显示“ON”则计时开始。

结束：是指测时启动后用于测时定时器的关闭/开启。如显示“ON”则计时结束。

(2)测时时间：包括显示框，用于显示试件作用时间(单位s)。如果测时时间在试件设计的时间范围内则显示“合格”；如果测时时间不在试件设计的时间范围内则显示“不合格”。

如果测时时间未在目标时间范围内，则出现“试件未能正常作用！请确保安全后进行检查是否正确安装！注意安全！”的提醒画面。这种情况下有以下几种可能：1)试件安装不正确而导致试件脱离安装位置；2)插销未安装；3)如听到爆炸声则有可能红外感应传感器未检测到发火信号，请检查红外感应传感器是否正确安装或失效。

在解决之后按界面上的“清零”按钮，以恢复到待机画面。

(3)检测数量、合格数量、合格率。

检测数量：是指测试完成试件数量，每完成一次试件测时，测时完成后数字加一，显示的数字为合格品数量和不合格品数量之和。其中数量可修改。

合格数量：是指测试完成试件合格品数量。其中数量可修改。

合格率：合格数量/检测数量×100％。数字不可以修改。

(4)测试项目、数据记录、原始记录。

测试项目：是指在延期与短延期两种不同时间的试件之间的选择，便于设备自动判断被测试件合格与不合格。

数据记录：此按钮可显示为“正常取样”和“暂停取样”两种状态。“正常取样”状态时每测试一次试件，系统自动存储最近一次测时数据记录在U盘中。“暂停取样”状态则不记录数据。

原始记录：记录现在测试试件和以前测试试件的时间及测时数据。这些数据可保存在触摸屏的内存中或保存在U盘中。

(5)功能按钮，包括：风机、空压机、清零、停止电源、测试。

风机按钮：测试试件之前按下此按钮，抽风机一直启动抽风。如果关闭则只在单发试件测试完成时自动启动抽风机，排除试件爆炸时产生的烟尘。

空压机按钮：在测试试件前必须开启，并保证试件测试前气缸内气压不小于0.5MPa，否则测时仪会不能正常工作，会提示“气源压力偏低请启动空压机”。

清零：手动清除测时时间。

停止按钮：停止设备的一切工作，使设备处于待机状态。

测试按钮：使设备自动完成一次测时功能。在按下测试按钮前必须正确安装好试件，关闭抗爆门，待人员撤离到安全区域内时才能按下测试按钮(空压机启动达到设定延时时间后才有效)。其中，当抗爆门关闭后，要注意试件安装人员是否撤离到安全的地方，当确认人员安全后可以按下测试按钮进行测时，否则会发生人员伤害事故。

(6)参数设置，包括但不限于：

延时解锁：指径向解锁后延时一定时间进行轴向解锁。

增压延时：是指空压机启动测时所需最小时间。时间不能设定太短，以免空压机启动干扰测时。

抽风时间：是指试件作用后抽风机排除爆炸烟尘的工作时间。

系统参数设定完成后点击“保存”按钮完成系统参数设定。

可以理解的是。以上仅是本发明的优选实施例，并不具体限定本发明，例如控制器可选用其他型号，又例如气缸可选用其他代替，如电缸、液压缸等。

Claims (8)

1.一种静态测时仪，其特征在于，包括主机和操作控制柜；

所述主机包括机架和设于机架上的抗爆箱；

所述抗爆箱内设有直线摆动组合驱动机构、旋拉器、夹具和夹紧机构；

所述直线摆动组合驱动机构连接旋拉器的一端，以带动旋拉器进行直线运动或摆动，所述旋拉器的另一端与夹具相对设置，夹具连接夹紧机构；

所述旋拉器与夹具之间放置带引信的试件，所述旋拉器在与夹具相对的那一端设有连接孔，所述引信上的拉环设于旋拉器的连接孔处，且将固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内；

直线摆动组合驱动机构带动旋拉器摆动用于解除试件的径向力保险，带动旋拉器直线运动用于解除试件的轴向力保险；

所述操作控制柜包括设于柜体的人机界面、按钮和控制器，所述直线摆动组合驱动机构和夹紧机构由控制器控制其动作；

所述抗爆箱的下侧连接排烟系统；所述排烟系统包括沿抗爆箱向下延伸出的通道，所述通道的下端连接排烟管道，排烟管道侧连接抽风机；

所述直线摆动组合驱动机构为直线摆动组合气缸，由摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀控制；直线摆动组合气缸还包括直线工作位行程开关和摆动工作位行程开关；直线工作位行程开关、摆动工作位行程开关、摆动气缸电磁阀和直线气缸电磁阀均连接控制器。

2.根据权利要求1所述的静态测时仪，其特征在于，所述夹紧机构包括夹紧气缸和夹紧气缸开关，夹紧气缸通过夹紧螺杆连接夹具；夹紧气缸由夹紧电磁阀控制；所述夹紧气缸开关为脚踏开关，设于机架的下侧；所述夹紧电磁阀和脚踏开关均连接控制器。

3.根据权利要求2所述的静态测时仪，其特征在于，所述直线摆动组合气缸通过管道连接空气压缩系统。

4.根据权利要求1或2或3所述的静态测时仪，其特征在于，所述抗爆箱上设有安全保护装置，所述安全保护装置包括设于抗爆箱壳体上的抗爆门和接近开关，所述接近开关连接控制器的输入端。

5.根据权利要求1或2或3所述的静态测时仪，其特征在于，抗爆箱上还设有红外感应传感器，红外感应传感器连接控制器的输入端。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述静态测时仪的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打开抗爆门；

S2：握持试件，松开夹具，扳开试件的引信拉环，放入夹具及旋拉器间；把固定件插入引信的拉环及旋拉器的连接孔内，然后夹紧试件；

S3：关紧抗爆门；

S4：启动测试，控制直线摆动组合驱动机构动作，直线摆动组合驱动机构的摆动驱动机构先带动旋拉器摆动，解除试件的径向力保险；然后再控制直线摆动组合驱动机构的直线驱动机构带动旋拉器作直线运动，以拉动拉环，解除试件的轴向力保险；解除引信双保险的同时，直线摆动组合驱动机构上的直线工作位行程开关输出信号使控制器的内部定时器开始计时；试件的击针击发底火后点燃火药,火药开始燃烧，当红外感应传感器感应到发火信号后输出信号给控制器，控制器的内部定时器停止计时，这段定时器自动测量并记录的时间，即为试件的延期作用时间；

S5：测试结束，数据自动存储，或人工抄录备份；

S6：对防爆箱内进行抽风排烟；

S7：开抗爆门待机，进入下一件测试。

7.根据权利要求6所述静态测时仪的测试方法，其特征在于，还包括人机界面的参数设置和要素显示方法；

所述参数设置包括以下至少一种：

延时解锁：指径向解锁后延时一定时间进行轴向解锁；

增压延时：指空气压缩系统启动测时所需最小时间；

抽风时间：是指试件作用后抽风机排除爆炸烟尘的工作时间；

所述要素显示包括以下至少一种：

测时时间：用于显示试件的作用时间；如果测时时间在试件设置的时间范围内则显示合格；否则显示不合格；

检测数量：指测试完成试件的数量，每完成一次试件测时，测时完成后数字加一，显示的数字为合格品数量和不合格品数量之和，其中数量可修改；

合格数量：指测试完成试件的合格品数量，其中数量可修改；

合格率：合格数量/检测数量×100％，其中数字不可以修改；

测试项目：指在延期与短延期两种不同时间的试件之间的选择；

数据记录：显示为“正常取样”和“暂停取样”两种状态；“正常取样”状态时每测试一次试件，系统自动存储最近一次测时数据；“暂停取样”状态则不记录数据；

原始记录：记录现在测试试件和以前测试试件的时间及测时数据。

8.根据权利要求7所述静态测时仪的测试方法，其特征在于，还包括操作前的准备步骤：

S01：通电预热；

S02：观察设备是否有异常现象；

S03：在不安装试件的情况下预操作一遍确认设备是否正常，其中，结束信号采集的火焰信号用模拟的火焰代替。

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