CN111964542B - 火工品起爆电路、平流层飞艇和无损测试方法 - Google Patents

火工品起爆电路、平流层飞艇和无损测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于火工品起爆领域，公开一种全覆盖无损测试的火工品起爆电路，包括起爆电源正母线、起爆电源回线、母线解锁开关、起爆开关、限流电阻、火工品、三根测量线和火工品测试电连接器。本发明的火工品起爆电路可以在火工品起爆链路和限流电阻在每次测试前后、以及飞艇正式放飞前更换正样火工品之后，在不打开控制盒的条件下都能全面检查，提升检查效率，实现无损测试。

Description

火工品起爆电路、平流层飞艇和无损测试方法
技术领域
本发明涉及火工品起爆领域，具体涉及飞艇地面火工品可靠性安全性全覆盖无损测试电路。
背景技术
平流层飞艇具有非常广泛的军事及民用价值，例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。
飞艇的火工品起爆电路的安全性和可靠性至关重要，其电路设计的要求很高，必须做到“稳妥可靠，万无一失”。
为此，在地面测试过程中，起爆链路每次电缆电连接器插拔、工艺件火工品更换正样子火工品等所有测试、技术状态变化等所有操作都必须检测链路连接是否正确、火工品阻值、限流电阻等。在地面测试时，火工品采用等效电阻或者用只有引火头的工艺件。航天器或飞艇放飞前，才取下工艺件，换上正样火工品如导火索。
现有的火工品起爆电路测试存在两个问题：
1.最后更换正样火工品后，不再测试，而是采用增加电连接器的并联接点保证其连接可靠性，不是直接测量，实际上没有全覆盖测试。
2.电路中的限流电阻的阻值必须打开控制盒才能测试。限流电阻有双重功能，既要保证满足起爆电流要求，又要保证当火工品起爆后，万一桥丝碰壳短路时，限流电阻烧断，保护电源不会短路，起熔断丝的功能；由于起爆时间很短(几毫秒至几十毫秒)，起爆电流为5A以上，地面测试多次模拟起爆，限流电阻受到大电流多次冲击，所以必须检查，通常是控制盒开盖检查，如果对控制盒开盖，按照规定要补充振动试验，增加了测试负担。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种全覆盖无损测试的火工品起爆电路，进而至少在一定程度上克服由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。
根据本发明的第一方面，本发明公开一种全覆盖无损测试的火工品起爆电路，包括：
起爆电源正母线；
起爆电源回线；
母线解锁开关，包括控制端、输入端和输出端，所述母线解锁开关的输入端与起爆电源正母线电性连接，所述母线解锁开关的控制端用于接收母线解锁指令并控制母线解锁开关的输入端和输出端之间的断开与闭合；
起爆开关(K2)，设置在母线解锁开关(K1)与限流电阻(R)之间，用于接收起爆指令并控制起爆开关的断开与闭合；
限流电阻，包括第一端和第二端，所述限流电阻的第一端与起爆开关电性连接；
火工品，包括第一端和第二端，所述火工品的第一端与限流电阻的第二端电性连接，所述火工品的第二端与起爆电源回线电性连接；
三根测量线，包括第一测量线、第二测量线和第三测量线，第一测量线与限流电阻的第一端电性连接，第二测量线与限流电阻的第二端电性连接，第三测量线与火工品的第二端电性连接；和
火工品测试电连接器，包括第一端、第二端和第三端，所述火工品测试电连接器的第一端与第一测量线电性连接，所述火工品测试电连接器的第二端与第二测量线电性连接，所述火工品测试电连接器的第三段与第三测量线电性连接。
根据本发明的一示例实施方式，还包括火工品起爆供电电连接器，所述火工品起爆供电电连接器包括第一端和第二端，所述火工品起爆供电电连接器的第一端与第二测量线电性连接，所述火工品起爆供电电连接器的第二端与第三测量线连接。
根据本发明的一示例实施方式，还包括火工品自带电连接器，所述火工品自带电连接器包括第一端和第二端，所述火工品自带电连接器的第一端与第二测量线电性连接，所述火工品自带电连接器的第二端与第三测量线电性连接。
根据本发明的一示例实施方式，所述起爆电源正母线的额定电压为25V-31V，所述起爆回线的电压为0V。
根据本发明的一示例实施方式，所述母线解锁开关采用双线圈磁保持继电器。
根据本发明的一示例实施方式，所述起爆开关采用电磁继电器。
根据本发明的一示例实施方式，所述火工品起爆供电电连接器和火工品测试电连接器均安装在控制盒上。
根据本发明的一示例实施方式，所述火工品自带电连接器为火工品自带插座，以电缆插头连接。
根据本发明的一示例实施方式，所述电路的电流小于50毫安。
根据本发明的一示例实施方式，所述三根测量线均为所述火工品自带电连接器引出的测量线。
根据本发明的一示例实施方式，所述限流电阻的额定功率为1W。
根据本发明的第二方面，本发明公开一种平流层飞艇，包括所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路。
根据本发明的第三方面，本发明公开一种火工品起爆电路全覆盖无损测试方法，包括如下步骤：
采用所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路进行测试；
通过第一测量线和第二测量线测量解锁指令和起爆指令是否发出并执行；
通过第一测量线和第二测量线测量限流电阻的阻值；
通过第一测量线和第三测量线测量整个链路的电连接情况、火工品的阻值和限流电阻的阻值。
本发明的有益效果是：
本发明的火工品起爆电路可以在火工品起爆链路和限流电阻在每次测试前后、以及飞艇正式放飞前更换正样火工品之后，在不打开控制盒的条件下都能全面检查，提升检查效率，实现无损测试。具体的优越性通过以下几点进行阐述：
1.限流电阻在经过多次地面测试大电流冲击后，必须确认其阻值是否正常，在控制盒增加火工品测试电连接器，在不打开控制盒的条件下就能通过火工品测试电连接器检测限流电阻的阻值，免去振动试验，省时又省经费。
2.三根测量线可以实现全覆盖的无损测试，第一测量线和第二测量线可测量母线解锁指令和起爆指令是否发出并执行，还可以测量限流电阻的阻值是否符合要求；第一测量线和第三测量线可以测量整个起爆链路，确认火工品起爆供电电连接器、火工品测试电连接器和火工品自带电连接器的电连接是否可靠，还可以测量火工品和电缆阻值是否符合设计要求。
3.本发明的火工品起爆电路测量时，检测电流小于50毫安，远小于火工品最小起爆电流3A，属于无损测试。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出本发明火工品起爆电路原理图。
其中，B+为起爆电源正母线，B-为起爆电源回线，K1为母线解锁开关，K2为起爆开关，R为限流电阻，RH为火工品，X1为火工品起爆供电电连接器，X2为火工品测试电连接器，X3为火工品自带电连接器，A为第一测量线，B为第二测量线，C为第三测量线，Z为电连接插座，T为电连接器插头。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
作为本发明的第一种实施方式，目的在于公开一种全覆盖无损测试的火工品起爆电路，如图1所示，包括：起爆电源正母线B+、起爆电源回线B-、母线解锁开关K1、起爆开关K2、第三开关K3、第四开关K4、限流电阻R、火工品RH、第一测量线A、第二测量线B、第三测量线C、火工品起爆供电电连接器X1、火工品测试电连接器X2和火工品自带电连接器X3。
起爆电源正母线B+的额定电压为25V-31V，起爆电源回线B-的电压为0V。
母线解锁开关K1包括输入端、输出端和控制端，母线解锁开关K1的输入端与起爆电源正母线B+电性连接，母线解锁开关K1的控制端用于接收解锁通指令和解锁断指令并控制母线解锁开关K1的输入端和输出端之间的断开与闭合。母线解锁开关K1采用双线圈磁保持继电器。
第三开关K3设置在母线解锁开关K1和起爆开关K2之间。
起爆开关K2设置在母线解锁开关K1和限流电阻R之间，用于接收起爆指令并控制起爆开关K2的断开与闭合。起爆开关K2采用电磁继电器。
第四开关K4设置在起爆开关K2和限流电阻R之间。
限流电阻R包括第一端和第二端，限流电阻R的第一端与起爆开关K2、第一测量线A电性连接。限流电阻R既要保证能够满足起爆电流的要求，又要保证当火工品RH起爆后电路不会短路，如果桥丝碰壳短路时限流电阻烧断，从而实现起熔断丝的功能。由于起爆时间很短(几毫秒至几十毫秒)，所以限流电阻的额定功率为1W。起爆电流通常为5A以上，如果按照常规设计，额定功率一般选用5W以上，实际上选用1W更能实现限流电阻的功能。
火工品RH的内阻为1Ω，包括第一端和第二端，火工品RH的第一端与限流电阻R的第二端、第二测量线B电性连接，火工品RH的第二端与起爆电源回线B-、第三测量线C电性连接。
火工品起爆供电电连接器X1包括第一端和第二端，火工品起爆供电电连接器X1的第一端与第二测量线B电性连接，用于为起爆电源正母线B+供电；火工品起爆供电电连接器X1的第二端与第三测量线C电性连接，用于为起爆电源回线B-供电。火工品起爆供电电连接器X1包括插座Z和插头T。
火工品测试电连接器X2包括第一端、第二端和第三端，火工品测试电连接器X2的第一端与第一测量线A电性连接，与限流电阻R的第一端连接，用于测量母线解锁指令、起爆指令和限流电阻R；火工品测试电连接器X2的第二端与第二测量线B电性连接，用于测量起爆电源正母线B+；火工品测试电连接器X2的第三端与第三测量线C电性连接，用于测量起爆电源回线B-。火工品测试电连接器X2包括插座Z和插头T。
火工品自带电连接器X3包括第一端和第二端，火工品自带电连接器X3的第一端与第二测量线B电性连接，用于为起爆电源正母线B+供电；火工品自带电连接器X3的第二端与第三测量线C电性连接，用于为起爆电源回线B-供电。火工品自带电连接器X3包括插座Z和插头T。第一测量线A、第二测量线B和第三测量线C均为从火工品自带电连接器X3的插头T引出的测量线。
如图1所示，采用全覆盖无损测试的火工品起爆电路进行安全无损测试，用数字多用表200Ω档电阻测量起爆电路阻值，测量时电流小于50mA，电流为毫安级，远小于火工品安全起爆的3A电流，测试项目覆盖了平常地面指令测试、限流电阻阻值测量、放飞前更换正样火工品阻值和全链通路测试，达到100％覆盖，详细测试如下：
a)指令监测。在平常地面测试时，测量第一测量线A和第二测量线B之间的电流，可以测量母线解锁指令和起爆指令是否发出，母线解锁开关K1和起爆开关K2是否执行。
b)限流电阻R阻值测试。测量第一测量线A和第二测量线B，可以测量出限流电阻R的阻值是否符合要求。
c)测量火工品和全链通路测试。测量第一测量线A和第三测量线C之间的电流，可以以此测量整个起爆链路，确认火工品起爆供电电连接器X1、火工品测试电连接器X2和火工品自带电连接器X3的电连接是否可靠，同时还可以测量出火工品RH和限流电阻R是否符合设计要求。
测量检查完毕，拔下火工品自带电连接器X3。
作为本发明的第二种实施方式，本发明的目的还在于公开一种平流层飞艇，所述飞艇包括第一种实施方式的全覆盖无损测试的火工品起爆电路。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，包括：
起爆电源正母线(B+)；
起爆电源回线(B-)；
母线解锁开关(K1)，包括控制端、输入端和输出端，所述母线解锁开关(K1)的输入端与起爆电源正母线(B+)电性连接，所述母线解锁开关(K1)的控制端用于接收母线解锁指令并控制母线解锁开关的输入端和输出端之间的断开与闭合；
起爆开关(K2)，设置在母线解锁开关(K1)与限流电阻(R)之间，用于接收起爆指令并控制起爆开关的断开与闭合；
限流电阻(R)，包括第一端和第二端，所述限流电阻(R)的第一端与起爆开关(K2)电性连接；
火工品(RH)，包括第一端和第二端，所述火工品(RH)的第一端与限流电阻(R)的第二端线性连接，所述火工品(RH)的第二端与起爆电源回线(B-)电性连接；
三根测量线，包括第一测量线(A)、第二测量线(B)和第三测量线(C)，第一测量线(A)与限流电阻(R)的第一端电性连接，第二测量线(B)与限流电阻(R)的第二端电性连接，第三测量线(C)与火工品(RH)的第二端电性连接；
火工品测试电连接器(X2)，包括第一端、第二端和第三端，所述火工品测试电连接器(X2)的第一端与第一测量线(A)电性连接，所述火工品测试电连接器(X2)的第二端与第二测量线(B)电性连接，所述火工品测试电连接器(X2)的第三端与第三测量线(C)电性连接；
火工品起爆供电电连接器(X1)，所述火工品起爆供电电连接器(X1)包括第一端和第二端，所述火工品起爆供电电连接器(X1)的第一端与第二测量线(B)电性连接，所述火工品起爆供电电连接器(X1)的第二端与第三测量线(C)电性连接；和
火工品自带电连接器(X3)，所述火工品自带电连接器(X3)包括第一端和第二端，所述火工品自带电连接器(X3)的第一端与第二测量线(B)电性连接，所述火工品自带电连接器(X3)的第二端与第三测量线(C)电性连接。
2.根据权利要求1所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，所述起爆电源正母线(B+)的额定电压为25V-31V，所述起爆电源回线(B-)的电压为0V。
3.根据权利要求1所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，所述母线解锁开关(K1)采用双线圈磁保持继电器。
4.根据权利要求1所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，所述起爆开关(K2)采用电磁继电器。
5.根据权利要求1所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，所述电路的电流小于50毫安。
6.根据权利要求1所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路，其特征在于，所述限流电阻(R)的额定功率为1W。
7.一种平流层飞艇，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路。
8.一种火工品起爆电路全覆盖无损测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用权利要求1-6中任一项所述的全覆盖无损测试的火工品起爆电路进行测试；
通过第一测量线(A)和第二测量线(B)测量解锁指令和起爆指令是否发出并执行；
通过第一测量线(A)和第二测量线(B)测量限流电阻(R)的阻值；
通过第一测量线(A)和第三测量线(C)测量整个链路的电连接情况、火工品(RH)的阻值和限流电阻(R)的阻值。
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