CN113589201A - 一种火工品通路智能测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种火工品通路智能测试装置及方法，能够实现箭上设备自测试，降低人员操作失误带来的风险，简化测试流程，减少测试步骤，缩短测试时间，使得火工品测试过程更加可靠、简便，对快速发射提供强有力保障。装置安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；该装置包括：FPGA、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、火工品通路电阻、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器、5V测试电压、比较器、光耦。

Description

一种火工品通路智能测试装置及方法
技术领域
本发明涉及运载火箭测试的技术领域，尤其涉及一种火工品通路智能测试装置，以及对应的火工品通路智能测试方法。
背景技术
火工品是装有火炸药的较敏感的小型起爆/传爆元件或装置，能在外界较小的初始冲能(如机械能、热能或电能)作用下，发生燃烧、爆炸等化学反应，并以其所释放的能量去获得某种化学、物理或机械效应，如点燃火药、起爆炸药或作某种特定的动力能源等。
火工品的特点是能量密度大，可靠性高，尺寸小，瞬时释放能量大。在军事上，它是各种常规弹药、核武器、导弹及其他航天器的点火或起爆元件。在航天器中的很多系统(如控制、应急、级间分离、整理罩释放、回收和着陆、安全保险和自毁等系统)还用它去完成特定的作用。
在运载火箭测试项目中常包含火工品通路测试项目，通过测试能够保证火工品通路连接器连接的正确性和可靠性，保证测试的安全性和全面性是该测试项目的关键。
目前火工品通路测试常通过断开时序控制器端的连接器，通过接入转接盒的方式，并通过专业的时序测试设备测量火工品同路的阻值确保通路设计的正确性和连接的可靠性，该测试方式过程繁琐，测试人员通常要在火箭附近进行测试，需要测试人员极其细心、规范的完成测试工作，若误操作或者测试流程不正确，可能会引发火工品的误起爆，甚至引发灾难性事故。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种火工品通路智能测试装置，其能够实现箭上设备自测试，降低人员操作失误带来的风险，简化测试流程，减少测试步骤，缩短测试时间，使得火工品测试过程更加可靠、简便，对快速发射提供强有力保障。
本发明的技术方案是：这种火工品通路智能测试装置，其安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；该装置包括：FPGA、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、火工品通路电阻(Rn)、第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第三继电器(K3)、第四继电器(K4)、时序控制继电器(Kn)、5V测试电压、比较器、光耦；
火工品通路电阻的一端与时序控制继电器的一端连接，时序控制继电器的另一端连接在第四继电器和第一继电器之间，28V起爆电压、第四继电器、第一继电器、比较器的负端依次串联，火工品通路电阻的另一端、第二继电器、比较器的正端依次串联，比较器的输出端、光耦、FPGA依次连接；
5V测试电压、第一电阻、第三电阻串联后接在第二继电器和比较器的正端之间，5V测试电压、第二电阻、第四电阻、第五电阻串联后接地，第六电阻、第三继电器串联后与第五电阻并联；
FPGA分别输入继电器控制信号给第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器。
本发明的火工品通路智能测试装置安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；火工品通路电阻的一端与时序控制继电器的一端连接，时序控制继电器的另一端连接在第四继电器和第一继电器之间，28V起爆电压、第四继电器、第一继电器、比较器的负端依次串联，火工品通路电阻的另一端、第二继电器、比较器的正端依次串联，比较器的输出端、光耦、FPGA依次连接；5V测试电压、第一电阻、第三电阻串联后接在第二继电器和比较器的正端之间，5V测试电压、第二电阻、第四电阻、第五电阻串联后接地，第六电阻、第三继电器串联后与第五电阻并联；FPGA分别输入继电器控制信号给第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器；因此能够实现箭上设备自测试，降低人员操作失误带来的风险，简化测试流程，减少测试步骤，缩短测试时间，使得火工品测试过程更加可靠、简便，对快速发射提供强有力保障。
还提供了一种火工品通路智能测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：
(1)通过FPGA发送指令断开第四继电器(K4)，接通第一继电器(K1)、第二继电器(K2)，将火工品回路接入测试电路中；
(2)通过FPGA控制第三继电器(K3)为断开状态，同时输出时序控制指令闭合时序控制继电器(Kn)，并采集光耦输出的测试结果；
(3)若光耦输出的测试结果为低电平，则火工品回路阻值小于标准电阻6Ω，表明回路正常连接；若光耦输出的测试结果为高电平，表明回路为开路状态，存在连接器未连接好或者连接异常故障。
附图说明
图1是根据本发明的火工品通路智能测试装置的结构示意图。
图2是根据本发明的火工品通路智能测试装置的测试方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，这种火工品通路智能测试装置，其安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；该装置包括：FPGA、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、火工品通路电阻Rn、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4、时序控制继电器Kn、5V测试电压、比较器、光耦；
火工品通路电阻的一端与时序控制继电器的一端连接，时序控制继电器的另一端连接在第四继电器和第一继电器之间，28V起爆电压、第四继电器、第一继电器、比较器的负端依次串联，火工品通路电阻的另一端、第二继电器、比较器的正端依次串联，比较器的输出端、光耦、FPGA依次连接；
5V测试电压、第一电阻、第三电阻串联后接在第二继电器和比较器的正端之间，5V测试电压、第二电阻、第四电阻、第五电阻串联后接地，第六电阻、第三继电器串联后与第五电阻并联；
FPGA分别输入继电器控制信号给第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器。
本发明的火工品通路智能测试装置安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；火工品通路电阻的一端与时序控制继电器的一端连接，时序控制继电器的另一端连接在第四继电器和第一继电器之间，28V起爆电压、第四继电器、第一继电器、比较器的负端依次串联，火工品通路电阻的另一端、第二继电器、比较器的正端依次串联，比较器的输出端、光耦、FPGA依次连接；5V测试电压、第一电阻、第三电阻串联后接在第二继电器和比较器的正端之间，5V测试电压、第二电阻、第四电阻、第五电阻串联后接地，第六电阻、第三继电器串联后与第五电阻并联；FPGA分别输入继电器控制信号给第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器；因此能够实现箭上设备自测试，降低人员操作失误带来的风险，简化测试流程，减少测试步骤，缩短测试时间，使得火工品测试过程更加可靠、简便，对快速发射提供强有力保障。
优选地，在第一继电器、比较器的负端之间设有保护电阻Rp，在第二继电器、比较器的正端之间设有保护电阻Rp。这样能够降低进入比较器的电流，避免烧毁比较器的情况出现。
优选地，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻均为300Ω。目的是控制测试电流，保证火工品在低电流状态下进行测试，常用火工品测试电流要求不大于50mA，通过2个300Ω电阻限流之后，能够保证通过火工品的测试电流不大于20mA，满足火工品安全测试的要求。
优选地，所述第五电阻为6Ω，第六电阻为3Ω。
优选地，所述火工品通路电阻的数量为4个，对应的时序控制继电器的数量也为4个。当然，也可以根据具体情况来增减火工品通路电阻和时序控制继电器的数量。
如图2所示，本发明还提供了一种火工品通路智能测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：
(1)通过FPGA发送指令断开第四继电器K4，接通第一继电器K1、第二继电器K2，将火工品回路接入测试电路中；
(2)通过FPGA控制第三继电器K3为断开状态，同时输出时序控制指令闭合时序控制继电器Kn，并采集光耦输出的测试结果；若光耦输出的测试结果为低电平，则火工品回路阻值小于标准电阻6Ω，表明回路正常连接；
(3)若光耦输出的测试结果为高电平，表明回路为开路状态，存在连接器未连接好或者连接异常故障。
优选地，该方法还包括：
(4)闭合第三继电器K3，采集光耦输出的测试结果；
(5)若光耦输出的测试结果为高电平，则火工品回路阻值大于标准电阻2Ω，表明回路正常连接；若光耦输出的测试结果为低电平，表明回路为短路状态，存在连接器焊点电路或者电缆短路故障。
优选地，该方法还包括：按照步骤(2)-(5)将每路时序通道进行通路测试，检测每一路时序通路的连接状态。
本发明的有益技术效果如下：
1：火工品通路智能自测试；
2：降低人员操作失误带来的风险；
3：简化测试流程，减少测试步骤，缩短测试时间；
4：使得火工品测试过程更加可靠、简便，对快速发射提供强有力保障。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种火工品通路智能测试装置，其特征在于：其安装在运载火箭上，通过地面向该装置发送火工品通路自测试指令，该装置完成测试工作，并下传测试结果，测试结果包含各路火工品通路的测试数据，地面通过下传的测试数据分析故障模式并定位故障点；该装置包括：FPGA、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、火工品通路电阻(Rn)、第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第三继电器(K3)、第四继电器(K4)、时序控制继电器(Kn)、5V测试电压、比较器、光耦；
火工品通路电阻的一端与时序控制继电器的一端连接，时序控制继电器的另一端连接在第四继电器和第一继电器之间，28V起爆电压、第四继电器、第一继电器、比较器的负端依次串联，火工品通路电阻的另一端、第二继电器、比较器的正端依次串联，比较器的输出端、光耦、FPGA依次连接；
5V测试电压、第一电阻、第三电阻串联后接在第二继电器和比较器的正端之间，5V测试电压、第二电阻、第四电阻、第五电阻串联后接地，第六电阻、第三继电器串联后与第五电阻并联；
FPGA分别输入继电器控制信号给第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、时序控制继电器。
2.根据权利要求1所述的火工品通路智能测试装置，其特征在于：在第一继电器、比较器的负端之间设有保护电阻(Rp)，在第二继电器、比较器的正端之间设有保护电阻(Rp)。
3.根据权利要求2所述的火工品通路智能测试装置，其特征在于：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻均为300Ω。
4.根据权利要求3所述的火工品通路智能测试装置，其特征在于：所述第五电阻为6Ω，第六电阻为3Ω。
5.根据权利要求3所述的火工品通路智能测试装置，其特征在于：所述火工品通路电阻的数量为4个，对应的时序控制继电器的数量也为4个。
6.一种根据权利要求5所述的火工品通路智能测试装置的测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)通过FPGA发送指令断开第四继电器(K4)，接通第一继电器(K1)、第二继电器(K2)，将火工品回路接入测试电路中；
(2)通过FPGA控制第三继电器(K3)为断开状态，同时输出时序控制指令闭合时序控制继电器(Kn)，并采集光耦输出的测试结果；
(3)若光耦输出的测试结果为低电平，则火工品回路阻值小于标准电阻6Ω，表明回路正常连接；若光耦输出的测试结果为高电平，表明回路为开路状态，存在连接器未连接好或者连接异常故障。
7.根据权利要求6所述的火工品通路智能测试装置的测试方法，其特征在于：该方法还包括：
(4)闭合第三继电器(K3)，采集光耦输出的测试结果；
(5)若光耦输出的测试结果为高电平，则火工品回路阻值大于标准电阻2Ω，表明回路正常连接；若光耦输出的测试结果为低电平，表明回路为短路状态，存在连接器焊点电路或者电缆短路故障。
8.根据权利要求7所述的火工品通路智能测试装置的测试方法，其特征在于：该方法还包括：按照步骤(2)-(5)将每路时序通道进行通路测试，检测每一路时序通路的连接状态。
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