CN206891486U - 弹药储运环境应力监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种弹药储运环境应力监测装置，涉及环境监测装置技术领域。所述监测装置固定在弹药存储包装箱、包装笼、集装箱或托盘上，包括微控制器、温度传感器、湿度传感器、三轴振动/冲击传感器、电磁传感器、气体传感器、无线通信模块、扩展接口模块、USB通信接口、人机交互模块、电源模块以及声光报警模块。所述装置对温度、湿度、电磁以及气体环境数据进行定时采集，而对冲击和振动信号进行实时采集，并定期将采集到的环境数据传输至数据终端，使用户能及时判断弹药的质量状态及在役性。且当采集的任意一个环境数据超过预设的阈值时，所述装置发出报警使数据终端用户能够及时判断弹药是否适合继续储存、运输和使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境监测装置技术领域，尤其涉及一种弹药储运环境应力监测装置。
背景技术
弹药从出厂到使用，高价值弹药需要经历仓库储存及勤务，长距离运输、装卸、野战储存等阶段。期间，由于环境应力（温度、相对湿度、冲击、振动、气体等）的作用，弹药及其部件、材料的物理、化学性能会发生变化，影响战术技术性能发挥，严重的可能引起安全事故。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够按规定工作规则对弹药储运等勤务处理过程中的环境应力进行监测，并及时发现、上报超环境应力阈值事件的弹药储运环境应力监测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种弹药储运环境应力监测装置，所述监测装置固定在弹药存储包装箱、包装笼、集装箱或托盘上，其特征在于：包括微控制器，温度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的温度数据；湿度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的湿度数据；三轴振动/冲击传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于实时采集所述弹药及其包装箱、包装笼、集装箱或托盘在装卸、搬运处理过程中经历的振动和冲击环境数据；电磁传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药存储环境中的电磁环境数据；气体传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药储运环境中的气体类型、浓度数据；无线通信模块与所述微控制器双向连接，用于通过无线网络将所述装置采集的数据上传至手持式读写器或中继器；扩展接口模块与所述微控制器双向连接，用于扩展传感器类型及数量；USB通信接口与所述微控制器双向连接，用于将采集的数据通过有线网络传输至手持式读写器；人机交互模块与所述微控制器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据；电源模块与所述装置中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。
进一步的技术方案在于：所述装置还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述微控制器的信号输出端连接，用于在所述微控制器的控制下发出声光报警信号。
进一步的技术方案在于：所述无线通信模块为近距离无线通信模块。
进一步的技术方案在于：所述近距离无线通信模块使用ZigBee模块。
进一步的技术方案在于：所述电源模块包括蓄电池模块以及电源管理模块，所述蓄电池模块的电源输出端与所述电源管理模块的电源输入端连接，所述电源管理模块的电源输出端为所述电源模块的电源输出端。
进一步的技术方案在于：所述人机交互模块包括与所述微控制器双向连接的触摸显示屏。
进一步的技术方案在于：所述人机交互模块包括与所述微控制器的信号输入端连接的按键模块以及与所述微控制器的信号输出端连接的显示模块。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述装置具有三种工作模式：
第一种：“采集”工作方式。“采集”工作方式下，所述装置将执行如下工作：按照设置周期（默认该周期为1小时）采集并记录一次环境参数信息，当采集到的环境参数信息超过设定阈值时开启无线通讯功能上报超阈值事件。内置三轴振动/冲击传感器实时监测弹药存储包装振动/冲击状态，当监测到振动/冲击幅度超过设定阈值后，所述装置将自动唤醒并记录振动/冲击事件。
第二种：“有线通讯”工作方式。若所述装置通过USB通讯接口与手持式读写器相连时所述装置将自动进入“有线通讯”工作方式，在该工作方式下，用户可通过手持式读写器回读所述装置的记录数据，写入维修履历信息，同时实现对所述装置的参数配置、状态控制等操作。当断开USB通讯接口与所述装置之间的连接后，所述装置将退出“有线通讯”工作方式，重新进入“采集”工作方式。
第三种：“无线通讯”工作方式。若设定的环境应力数据采集周期结束或采集到的环境参数信息超过设定阈值时，所述装置将自动进入“无线通讯”工作方式，在该工作方式下，所述装置将通过中继器向固定读写器上传采集周期内的环境应力数据或超阈值信息，固定读写器实时向数据终端上报采集周期内的环境应力数据或超阈值事件信息。采集周期内的环境应力数据或超阈值事件信息上报完毕后，所述装置将退出“无线通讯”工作方式，重新进入“采集”工作方式。此外，当所述装置通过USB通讯接口与手持式读写器相连时，所述装置将退出“无线通讯”工作方式，进入“有线通讯”工作方式。
通过以上工作模式可以得知，所述装置对温度、湿度、电磁以及气体环境数据进行定时采集，而对冲击和振动信号进行实时采集，并定期将采集到的环境数据传输至数据终端，使用户能及时判断弹药的质量状态及在役性。且当采集的任意一个环境数据超过预设的阈值时，所述装置发出报警信号并将超阈值事件即刻上传至数据终端，使数据终端使用者能够及时判断弹药是否适合继续储存、运输和使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述装置的原理框图；
图2是本实用新型实施例中所述装置与其它设备之间的连接原理框图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所述，本实用新型实施例公开了一种弹药储运环境应力监测装置，所述监测装置固定在弹药存储包装箱/包装笼/集装箱/托盘上，所述装置包括壳体，还包括微控制器，温度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的温度数据；湿度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的湿度数据；三轴振动/冲击传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于实时采集所述弹药及其包装箱/包装笼/集装箱/托盘在装卸、搬运等勤务处理过程中经历的振动和冲击环境数据；电磁传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药存储环境中的电磁环境数据；气体传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药储运环境中的气体类型、浓度数据；无线通信模块与所述微控制器双向连接，用于通过无线网络将所述装置采集的数据上传至手持式读写器或中继器；扩展接口模块与所述微控制器双向连接，用于扩展传感器类型；USB通信接口与所述微控制器双向连接，用于将采集的数据通过有线网络传输至手持式读写器；人机交互模块与所述微控制器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据；电源模块与所述装置中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。
所述装置能够对弹药储运环境中的温度、湿度、振动、电磁以及气体数据进行定时检测，当其中的任意一个环境应力数据超过预设的阈值时，发出报警信号并将超阈值事件即刻上传至数据终端，使数据终端使用者能够及时判断弹药是否适合继续储存、运输和使用。
此外，优选的，为了方便的对环境应力数据超过设定的阈值的被监测弹药包装箱/包装笼/集装箱/托盘进行定位，所述装置还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述微控制器的信号输出端连接，用于在所述微控制器的控制下发出声光报警信号（所述微控制器会同时将超过阈值的信息上传）。
优选的，所述无线通信模块为近距离无线通信模块，更优选的，低功耗无线通讯采用ZigBee通信方式。所述的低功耗无线通讯的主要技术指标见表1。
表1 低功耗无线通讯主要技术指标
优选的，所述电源模块包括蓄电池模块以及电源管理模块，所述蓄电池模块的电源输出端与所述电源管理模块的电源输入端连接，所述电源管理模块的电源输出端为所述电源模块的电源输出端。通过使用蓄电池模块可以增加所述装置的续航能力，使其工作性能更稳定。
所述人机交互模块的形式有两种，第一种：所述人机交互模块包括与所述微控制器双向连接的触摸显示屏。第二种：所述人机交互模块包括与所述微控制器的信号输入端连接的按键模块以及与所述微控制器的信号输出端连接的显示模块。需要说明的是，所述人机交互模块具体使用以上情况中的哪一种，本领域技术人员根据成本等因素进行选定和设置。
环境应力数据记录：所述装置按照设定周期采集并存储弹药存储包装箱/包装笼/集装箱/托盘所处环境中的温度、湿度、电磁、气体等环境应力数据，超过设定阈值时开启无线通讯功能上报超阈值事件。
振动/冲击事件记录：所述装置实时以设定采样频率（默认12.5Hz）监测三轴振动传感器所感受到的三轴振动信号，监测到振动幅值超过设定阈值时记录连续振动事件（可记录连续波形）；实时以设定采样频率（默认100Hz）监测三轴冲击传感器所感受到的三轴冲击信号，监测到冲击幅值超过设定阈值时记录冲击事件。
产品履历信息：用户可将弹药维修履历信息记录存储到应力采集器内部存储区，可按照管理要求读取和修改存储区内容，便于维修保障人员掌握弹药各项技术指标情况，实现弹药履历信息管理电子化、移动化。所述装置环境应力数据采集指标见表2。
表2环境参数信息采集指标
振动事件采集指标见表3。
表3应力采集器振动事件采集指标
冲击事件采集指标见表4。
表4冲击事件采集指标
传感器扩展接口指标见表5所示。
表5 应力采集器传感器扩展接口指标
通讯指标见表6所示。
表6通讯指标
所述装置文件信息存储指标见表7所示。
表7文件信息存储指标
所述装置的供电工作时间指标见表8所示。
表8应力采集器电池供电工作时间指标
所述装置的机械参数指标见表9所示。
表9应力采集器机械参数指标
所述装置可靠性指标见表10所示。
表10可靠性指标
| 序号 | 指标名称 | 规格（技术要求） | 备注 |
| 1 | 平均无故障时间间隔（MTBF） | ≥500h | |
| 2 | 平均修复时间（MTTR） | ≤10min |
图2是所述装置与其它设备之间的连接原理框图。从图中可以看出，所述装置具有三种工作模式：
第一种：“采集”工作方式。“采集”工作方式下，所述装置将执行如下工作：按照设置周期（默认该周期为1小时）采集并记录一次环境参数信息，当采集到的环境参数信息超过设定阈值时开启无线通讯功能上报超阈值事件。内置三轴振动/冲击传感器实时监测弹药存储包装振动/冲击状态，当监测到振动/冲击幅度超过设定阈值后，所述装置将自动唤醒并记录振动/冲击事件。
第二种：“有线通讯”工作方式。若所述装置通过USB通讯接口与手持式读写器相连时所述装置将自动进入“有线通讯”工作方式，在该工作方式下，用户可通过手持式读写器回读所述装置的记录数据，写入维修履历信息，同时实现对所述装置的参数配置、状态控制等操作。当断开USB通讯接口与所述装置之间的连接后，所述装置将退出“有线通讯”工作方式，重新进入“采集”工作方式。
第三种：“无线通讯”工作方式。若设定的环境应力数据采集周期结束或采集到的环境参数信息超过设定阈值时，所述装置将自动进入“无线通讯”工作方式，在该工作方式下，所述装置将通过中继器向固定读写器采集周期内的环境应力数据或超阈值信息，固定读写器实时向数据终端上报采集周期内的环境应力数据或超阈值事件信息。采集周期内的环境应力数据或超阈值事件信息上报完毕后，所述装置将退出“无线通讯”工作方式，重新进入“采集”工作方式。此外，当所述装置通过USB通讯接口与手持式读写器相连时，所述装置将退出“无线通讯”工作方式，进入“有线通讯”工作方式。
Claims (7)
1.一种弹药储运环境应力监测装置，所述监测装置固定在弹药存储包装箱、包装笼、集装箱或托盘上，其特征在于：包括微控制器，温度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的温度数据；湿度传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集弹药存储环境中的湿度数据；三轴振动/冲击传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于实时采集所述弹药及其包装箱、包装笼、集装箱或托盘在装卸、搬运处理过程中经历的振动和冲击环境数据；电磁传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药存储环境中的电磁环境数据；气体传感器与所述微控制器的信号输入端连接，用于按设定工作规则采集所述弹药储运环境中的气体类型、浓度数据；无线通信模块与所述微控制器双向连接，用于通过无线网络将所述装置采集的数据上传至手持式读写器或中继器；扩展接口模块与所述微控制器双向连接，用于扩展传感器类型及数量；USB通信接口与所述微控制器双向连接，用于将采集的数据通过有线网络传输至手持式读写器；人机交互模块与所述微控制器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据；电源模块与所述装置中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源。
2.如权利要求1所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述装置还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述微控制器的信号输出端连接，用于在所述微控制器的控制下发出声光报警信号。
3.如权利要求1所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述无线通信模块为近距离无线通信模块。
4.如权利要求3所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述近距离无线通信模块使用ZigBee模块。
5.如权利要求1所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述电源模块包括蓄电池模块以及电源管理模块，所述蓄电池模块的电源输出端与所述电源管理模块的电源输入端连接，所述电源管理模块的电源输出端为所述电源模块的电源输出端。
6.如权利要求1所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述人机交互模块包括与所述微控制器双向连接的触摸显示屏。
7.如权利要求1所述的弹药储运环境应力监测装置，其特征在于：所述人机交互模块包括与所述微控制器的信号输入端连接的按键模块以及与所述微控制器的信号输出端连接的显示模块。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111750981A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-09 | 西安交通大学 | 变压器振动加速度检测系统、控制方法及装置 |
| CN112446066A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-05 | 天津航天机电设备研究所 | 一种航天器储运环境监测的通用设计方法 |
| CN114858206A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-05 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 航空电机检测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
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2017
- 2017-06-30 CN CN201720782555.5U patent/CN206891486U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN114858206A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-05 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 航空电机检测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
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