RU2284056C2 - Device for monitoring and explosion of explosive charge filament - Google Patents
Device for monitoring and explosion of explosive charge filament Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284056C2 RU2284056C2 RU2004119607/09A RU2004119607A RU2284056C2 RU 2284056 C2 RU2284056 C2 RU 2284056C2 RU 2004119607/09 A RU2004119607/09 A RU 2004119607/09A RU 2004119607 A RU2004119607 A RU 2004119607A RU 2284056 C2 RU2284056 C2 RU 2284056C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- effect transistor
- field
- output
- type field
- gate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Bags (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство контроля и подрыва нити пиропатрона относится к электронным устройствам автоматики и может найти широкое применение как в изделиях ракетно-космической техники (РКТ), так и при проведении различного вида взрывных работ в народном хозяйстве. В изделиях РКТ пиропатроны используются в качестве исполнительных элементов при запуске двигательных установок, разделении отсеков корабля, раскрытии антенн и других элементов.The proposed device for controlling and detonating a pyro cartridge thread relates to electronic automation devices and can be widely used both in rocket and space technology (RCT) products and during various types of blasting operations in the national economy. In RCT products, squibs are used as actuators when starting propulsion systems, separating ship compartments, opening antennas and other elements.
Известно устройство для контроля и подрыва пиропатрона по патенту РФ №2029375, кл. G 08 В 17/08, взятое в качестве аналога, которое содержит пиропатроны, светодиоды, для контроля состояния пиропатронов, резисторы в цепях светодиодов, диоды, реле срабатывания пиропатронов, реле принудительного обрыва пиропатронов, реле задержки, табло неисправности, кнопки, переключатели, источник питания. К недостаткам указанного устройства можно отнести большое количество электрорадиоизделий с малой надежностью, кроме этого при отказе одного элемента возможно несрабатывание пиропатрона. Кроме этого некоторые цепи находятся под постоянным напряжением. Известно также устройство для контроля и подрыва пиропатрона по авторскому свидетельству СССР №417820, кл. G 08 В 17/10, 1973 г., содержащее коммутирующий узел, к которому подключен пиропатрон (нагрузка) и промежуточный элемент, к промежуточному элементу подключена сигнальная лампа. Недостатком этого устройства является низкая надежность, как самих элементов, так и всего устройства в целом.A device for controlling and detonating a pyro cartridge according to the patent of the Russian Federation No. 2029375, class. G 08 B 17/08, taken as an analogue, which contains pyrocartridges, LEDs, for monitoring the state of the squibs, resistors in the LED circuits, diodes, pyrocartridge actuation relays, pyrocartridge forced cut-off relays, delay relays, malfunction indicators, buttons, switches, source nutrition. The disadvantages of this device include a large number of radio products with low reliability, in addition, in the event of a failure of one element, the igniter may not work. In addition, some circuits are under constant voltage. There is also a device for monitoring and detonating a squib according to the author's certificate of the USSR No. 417120, class. G 08 On 17/10, 1973, containing a switching unit, to which a squib (load) and an intermediate element are connected, a signal lamp is connected to the intermediate element. The disadvantage of this device is the low reliability of both the elements themselves and the device as a whole.
В качестве прототипа предлагается устройство для контроля и подрыва пиропатрона по патенту РФ №2157564, G 08 В 17/06, 1999 г. Указанное устройство состоит из источника питания, выходного трансформатора, линии связи, выход которой подключен к нити пиропатрона, коммутирующих узлов. Устройство прототипа содержит также блок с пороговой функцией ограничения напряжения и реле тока. Устройство контроля и подрыва работает следующим образом. В режиме контроля через нити пиропатрона пропускается ток контроля малой величины. При исправности нити весь ток течет через нее, так как падение напряжения на нити пиропатрона значительно меньше напряжения включения блока с пороговой функцией. При неисправности одной из нитей, напряжение на этом участке цепи резко возрастает и достигает порогового напряжения включения соответствующего порогового блока, при этом цепь тока на этом участке замыкается.As a prototype, a device for controlling and detonating a pyro cartridge according to RF patent No. 2157564, G 08 B 17/06, 1999 is proposed. The specified device consists of a power source, an output transformer, a communication line, the output of which is connected to the pyro cartridge thread, switching nodes. The prototype device also contains a block with a threshold voltage limiting function and a current relay. The control device and undermining works as follows. In control mode, a small control current is passed through the pyro cartridge threads. When the filament is in good condition, all the current flows through it, since the voltage drop across the filaments of the igniter is much less than the switching voltage of the unit with a threshold function. If one of the threads fails, the voltage in this section of the circuit increases sharply and reaches the threshold voltage for switching on the corresponding threshold block, while the current circuit in this section closes.
Недостатком указанного прототипа является то, что схема управления подрывом нити пиропатрона коммутируется только по минусу источника питания, а плюс источника питания подключен к одному из выводов нити пиропатрона, что приводит к снижению надежности и безопасности устройства.The disadvantage of this prototype is that the control circuit for undermining the squib thread is switched only by the minus of the power source, and the plus of the power source is connected to one of the terminals of the squib thread, which reduces the reliability and safety of the device.
Кроме этого контроль целостности нити пиропатрона проводится в течение короткого времени, что приводит к необходимости многократной подачи сигнала проверки, что также снижает уровень безопасности. Таким образом, можно сделать вывод, что приведенные выше устройства обладают недостаточной надежностью, которая связана с применением коммутационных элементов, а также снижением уровня безопасности в связи с тем, что один вывод пиропатрона находится под постоянным потенциалом, а также то, что сигнал контроля целостности нити пиропатрона подается в течение короткого времени.In addition, the integrity control of the pyro cartridge thread is carried out for a short time, which leads to the need for multiple submission of the verification signal, which also reduces the level of security. Thus, we can conclude that the above devices have insufficient reliability, which is associated with the use of switching elements, as well as a decrease in the safety level due to the fact that one output of the squib is under constant potential, as well as the fact that the thread integrity control signal the squib is supplied for a short time.
Задачей предлагаемого устройства контроля и подрыва нити пиропатрона является повышение надежности за счет увеличения уровня безопасности, обеспечения проведения контрольных операций в течение длительного времени, а также обеспечения возможности контроля целостности нити пиропатрона и работоспособности всех штатных элементов управления.The objective of the proposed device for controlling and detonating the pyro cartridge thread is to increase reliability by increasing the level of security, ensuring control operations for a long time, and also providing the ability to control the integrity of the pyro cartridge thread and the operability of all standard controls.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве контроля и подрыва нити пиропатрона, содержащем источник питания, резисторы, выходной трансформатор, линию связи, выход которой подключен к нити пиропатрона, и коммутирующие узлы, в отличие от известных устройств, коммутирующие узлы выполнены на полевом транзисторе N-типа и полевом транзисторе Р-типа, при этом затворы полевых транзисторов зашунтированы последовательно соединенными ограничительным резистором и потенциометром, затвор полевого транзистора N-типа через первый резистор подключен к минусу источника питания, а исток этого полевого транзистора также подключен к минусу источника питания, затвор полевого транзистора Р-типа через второй резистор подключен к плюсу источника питания, а исток этого полевого транзистора также подключен к плюсу источника питания, сток полевого транзистора Р-типа подключен к первому входному выводу линии связи, сток полевого транзистора N-типа через первичную обмотку выходного трансформатора подключен ко второму выводу линии связи, входом устройства являются выводы затворов полевых транзисторов, а вторичная обмотка выходного трансформатора является контрольным выходом устройства.The technical result is achieved due to the fact that in the device for monitoring and blasting the squib thread, containing a power source, resistors, an output transformer, a communication line, the output of which is connected to the squib thread, and switching nodes, unlike the known devices, the switching nodes are made in the field an N-type transistor and a P-type field effect transistor, while the gates of the field-effect transistors are shunted in series with a limiting resistor and potentiometer, the gate of the N-type field-effect transistor through the first the first resistor is connected to the minus of the power source, and the source of this field-effect transistor is also connected to the minus of the power source, the gate of the P-type field-effect transistor is connected to the plus of the power source through the second resistor, and the source of this field-effect transistor is also connected to the plus of the power source, the drain of the field-effect transistor P-type is connected to the first input terminal of the communication line, the drain of the N-type field effect transistor through the primary winding of the output transformer is connected to the second output of the communication line, the input of the device is the terminals creates field-effect transistors and the output transformer secondary winding is a control output of the apparatus.
В предлагаемом устройстве предусмотрены три ступени безопасности. Первой ступенью безопасности является коммутация плюса напряжения питания, второй ступенью безопасности следует считать коммутацию минуса источника питания и, наконец, третьей ступенью безопасности является подача сигнала на вход устройства. За счет этого обеспечивается высокий уровень безопасности работ, проводимых с пиропатронами. Кроме этого, при подаче напряжения питания, через нить пиропатрона протекает безопасный ток величиной 3-50 мА. Причем этот ток может протекать длительное время, при этом функционируют все электрорадиоэлементы устройства, что позволяет гарантировать их работоспособность при проведении контрольных операций. В дополнение к этому необходимо отметить, что нить пиропатрона в исходном состоянии отделена от источника питания и по плюсу и по минусу, с помощью полевых транзисторов, что, безусловно, обеспечивает повышение безопасности проводимых работ.The proposed device has three security levels. The first stage of security is switching the plus voltage, the second stage of security should be considered switching the minus of the power source and, finally, the third stage of security is the signal input to the device. Due to this, a high level of safety of work carried out with squibs is ensured. In addition, when a supply voltage is applied, a safe current of 3-50 mA flows through the pyro cartridge thread. Moreover, this current can flow for a long time, while all the electro-radio elements of the device are functioning, which allows us to guarantee their performance during control operations. In addition to this, it should be noted that the pyro cartridge thread in the initial state is separated from the power source both positively and negatively, using field-effect transistors, which, of course, provides an increase in the safety of the work performed.
Электрическая схема предлагаемого устройства содержит: источник питания 1, выходной трансформатор 2, линию связи 3, подключенную к нити пиропатрона 4, полевой транзистор N-типа 5, исток которого подключен к минусу источника питания, а сток через первичную обмотку выходного трансформатора 2 подключен ко второму входному выводу линии связи 3, полевой транзистор Р-типа 6, исток которого подключен к плюсу источника питания 1, а сток подключен к первому входному выводу линии связи 3, затворы полевых транзисторов 5 и 6 зашунтированы последовательно соединенными ограничительным резистором 7 и потенциометром 8, при этом затвор полевого транзистора N-типа 5 через резистор 9 подключен к минусу источника питания, а затвор полевого транзистора Р-типа 6, через резистор 10, подключен к плюсу источника питания, входом устройства являются выводы затворов полевых транзисторов 5 и 6, а контрольным выходом устройства является вторичная обмотка выходного трансформатора 2.The electrical circuit of the proposed device contains: a power source 1, an output transformer 2, a communication line 3 connected to the filament of a squib 4, an N-type field effect transistor 5, the source of which is connected to the minus of the power source, and the drain through the primary winding of the output transformer 2 is connected to the second input terminal of communication line 3, P-type field effect transistor 6, the source of which is connected to the plus of power supply 1, and the drain is connected to the first input terminal of communication line 3, the gates of field-effect transistors 5 and 6 are shunted in series with a single limiting resistor 7 and a potentiometer 8, while the gate of the N-type field-effect transistor 5 through the resistor 9 is connected to the minus of the power source, and the gate of the P-type field-effect transistor 6, through the resistor 10, is connected to the plus of the power source, the input of the device are the gate outputs field transistors 5 and 6, and the control output of the device is the secondary winding of the output transformer 2.
Основными техническими параметрами пиропатронов являются ток подрыва, величина которого равна 2-3 А, длительность импульса тока 1-3 мс, безопасный ток обтекания пиропатронов составляет 10-50 мА.The main technical parameters of the squibs are the blasting current, the value of which is 2-3 A, the duration of the current pulse is 1-3 ms, the safe current flow around the squibs is 10-50 mA.
Особенностью проектирования схем подрыва пиропатронов является проведение контрольных операций, при которых обеспечивается обтекание нитей пиропатронов безопасным током, а также 100%-ная проверка всех электрорадиоизделий устройства. После проведения контрольных операций проводится штатный подрыв пиропатронов.A feature of the design of schemes for detonating the squibs is to carry out control operations, in which the flow of the threads of the squibs with safe current is ensured, as well as a 100% check of all the radio components of the device. After conducting control operations, a regular blasting of the squibs is carried out.
Электрическая схема предлагаемого устройства работает следующим образом. В исходном состоянии схема обесточена. После подачи плюса от источника питания схема остается в обесточенном состоянии. После коммутации минуса источника питания через резисторы 7, 9, 10 и потенциометр 8 протекает ток. Ограничительный резистор 7 необходим для ограничения потенциалов на затворах полевых транзисторов 5 и 6 при минимальном значении величины сопротивления потенциометра 8. При этом с помощью потенциометра 8 на затворе полевого транзистора 5, N-типа, устанавливается положительное напряжение на границе порогового напряжения. В то же самое время на затворе полевого транзистора 6, Р-типа, устанавливается отрицательное напряжение также на границе порогового напряжения. Полевые транзисторы 5 и 6 открываются, точнее сказать приоткрываются, но сопротивление сток-исток обоих полевых транзисторов остается большим и ток, протекающий через полевые транзисторы 5 и 6, через линию связи 3, нить пиропатрона 4 и первичную обмотку выходного трансформатора 2, остается маленьким, то есть в пределах безопасного тока 10-50 мА. Одновременно с этим необходимо отметить, что при проведении этих контрольных операций в работе участвуют все электрорадиоизделия устройства, что, безусловно, является очень важным условием для изделий РКТ. То есть, можно сказать, что перед процедурой штатного подрыва пиропатронов проверены все компоненты предлагаемого устройства.The electrical circuit of the proposed device operates as follows. In the initial state, the circuit is de-energized. After applying a plus from the power source, the circuit remains de-energized. After switching the minus of the power source through the resistors 7, 9, 10 and potentiometer 8, current flows. The limiting resistor 7 is necessary to limit the potentials at the gates of the field effect transistors 5 and 6 with the minimum value of the resistance of the potentiometer 8. In this case, using a potentiometer 8 at the gate of the field effect transistor 5, N-type, a positive voltage is established at the threshold voltage boundary. At the same time, at the gate of the field effect transistor 6, P-type, a negative voltage is also set at the threshold voltage threshold. Field effect transistors 5 and 6 open, or rather open slightly, but the drain-source resistance of both field effect transistors remains high and the current flowing through field effect transistors 5 and 6, through communication line 3, the thread of the squib 4 and the primary winding of the output transformer 2, remains small. that is, within a safe current of 10-50 mA. At the same time, it should be noted that during these control operations all the radio-electronic devices of the device participate in the work, which, of course, is a very important condition for RCT products. That is, we can say that before the procedure for the standard blasting of the squibs, all the components of the proposed device were checked.
Таким образом, при подаче напряжения питания, через нить пиропатрона протекает безопасный ток в пределах 3-50 мА, величина которого может регулироваться с помощью потенциометра 8. То есть изменяется отрицательный потенциал на затворе полевого транзистора 6 и положительный потенциал на затворе полевого транзистора 5. В данном случае используется зависимость тока стока от напряжения затвор-исток и зависимость сопротивления сток-исток от напряжения затвор-исток (Э.С.Оскнер. Мощные полевые транзисторы и их применение. М.: Радио и связь, 1985). Напряжение питания можно подавать длительно или кратковременно, при этом ток протекает через пиропатрон 4 и через первичную обмотку выходного трансформатора 2, в результате чего на вторичной обмотке наводится ЭДС, которая регистрируется на контрольном выходе устройства. Наличие сигнала на контрольном выходе говорит о том, что нить пиропатрона цела, а все элементы устройства функционируют нормально.Thus, when the supply voltage is applied, a safe current of 3-50 mA flows through the pyrocartridge filament, the magnitude of which can be adjusted using potentiometer 8. That is, the negative potential at the gate of the field effect transistor 6 and the positive potential at the gate of the field effect transistor 5 change. In this case, the dependence of the drain current on the gate-source voltage and the dependence of the drain-source resistance on the gate-source voltage are used (E.S. Oskner. Powerful field-effect transistors and their application. M: Radio and communication, 1985). The supply voltage can be supplied for a long or short time, while the current flows through the igniter 4 and through the primary winding of the output transformer 2, as a result of which an EMF is induced on the secondary winding, which is recorded at the control output of the device. The presence of a signal at the control output indicates that the pyro cartridge thread is intact, and all elements of the device are functioning normally.
Для обеспечения подрыва пиропатрона вход устройства закорачивается с помощью сухих контактов электромеханических реле или с помощью транзистора оптоэлектронной пары. При закорачивании входа, то есть при закорачивании ограничительного резистора 7 и потенциометра 8 величина сопротивления в цепи затворов полевых транзисторов 5 и 6 резко падает и напряжение питания полностью прикладывается к резисторам 9 и 10, то есть увеличивается напряжение на затворах полевых транзисторов 5 и 6. В результате этого полевые транзисторы 5 и 6 полностью открываются и через линию связи 3, нить пиропатрона 4 и через первичную обмотку выходного трасформатора 2 протекает ток, величина которого превышает ток срабатывания пиропатрона, равный 2-3 А, что приводит к срабатыванию или к подрыву пиропатрона 4.To ensure the ignition of the igniter, the input of the device is short-circuited using dry contacts of an electromechanical relay or using a transistor of an optoelectronic pair. When shorting the input, that is, when shorting the limiting resistor 7 and potentiometer 8, the resistance value in the gate circuit of the field effect transistors 5 and 6 drops sharply and the supply voltage is completely applied to the resistors 9 and 10, that is, the voltage across the gate of the field effect transistors 5 and 6 increases. As a result of this, the field effect transistors 5 and 6 fully open and through the communication line 3, the thread of the igniter 4 and through the primary winding of the output transformer 2, a current flows whose value exceeds the response current of the igniter Equal to 3.2 A, which leads to the triggering of the cutter or undermine 4.
При протекании тока через первичную обмотку трансформатора 2 на вторичной обмотке этого трансформатора наводится напряжение, которое регистрируется на контрольном выходе с помощью радиотелеметрических систем.When current flows through the primary winding of transformer 2, a voltage is induced on the secondary winding of this transformer, which is recorded at the control output using radio telemetry systems.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что при проведении контрольных операций обеспечивается безопасный контроль целостности нити пиропатрона, а также работоспособность всех элементов, входящих в устройство. После проведения контрольных операций подается входной сигнал, по которому обеспечивается подрыв пиропатрона и обеспечивается телеметрический контроль подрыва нити пиропатрона на контрольном выходе.Thus, we can conclude that during the control operations a safe integrity control of the pyro cartridge thread is ensured, as well as the operability of all elements included in the device. After carrying out control operations, an input signal is supplied through which the ignition of the igniter is provided and telemetric monitoring of the detonation of the igniter thread is provided at the control output.
В настоящее время разработана электрическая схема устройства, проведены лабораторно-отработочные испытания, которые показали высокую безопасность и надежность предлагаемого устройства.At present, an electrical circuit of the device has been developed, laboratory tests have been carried out, which have shown high safety and reliability of the proposed device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119607/09A RU2284056C2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Device for monitoring and explosion of explosive charge filament |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119607/09A RU2284056C2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Device for monitoring and explosion of explosive charge filament |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004119607A RU2004119607A (en) | 2006-01-10 |
RU2284056C2 true RU2284056C2 (en) | 2006-09-20 |
Family
ID=35871772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004119607/09A RU2284056C2 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Device for monitoring and explosion of explosive charge filament |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284056C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493603C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Device for control and demolition of ignition cylinders |
RU2603654C1 (en) * | 2015-11-11 | 2016-11-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Method for controlling pyro device blasting |
RU2687210C1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-05-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Objects blasting system |
-
2004
- 2004-06-28 RU RU2004119607/09A patent/RU2284056C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493603C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Device for control and demolition of ignition cylinders |
RU2603654C1 (en) * | 2015-11-11 | 2016-11-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Method for controlling pyro device blasting |
RU2687210C1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-05-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Objects blasting system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004119607A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7066261B2 (en) | Perforating system and method | |
DE102010043882B4 (en) | Clocked safety switch | |
EP3272585A1 (en) | Switch driving device, light-emitting device, and vehicle | |
US4099467A (en) | Sequential initiation of explosions | |
SE456275B (en) | ELECTRONIC SWITCH CONNECTOR | |
US9985427B2 (en) | Electronic circuit | |
US4136617A (en) | Electronic delay detonator | |
US5517920A (en) | Device for sequentially firing electrical detonators | |
RU2284056C2 (en) | Device for monitoring and explosion of explosive charge filament | |
KR101885658B1 (en) | Squib ignition apparatus and diagnostic method thereof | |
RU2294017C2 (en) | Device for check-up and blasting of explosive charge filament | |
RU2493603C1 (en) | Device for control and demolition of ignition cylinders | |
US3384017A (en) | Land mine control system | |
RU2334278C2 (en) | Facility for control and disruption of pyrocartridge series circuit | |
RU2266569C2 (en) | Device for controlling and detonating pyrocartridge | |
US4095527A (en) | Specialized detonator firing circuit | |
RU2681029C1 (en) | Pyroresources connection scheme | |
RU2157564C1 (en) | Device for controlling and firing serial circuit of exploders | |
UA123479U (en) | CONTROLLERS AND PURPOSE CONTROL DEVICES | |
UA135999U (en) | DEVICE FOR CONTROL AND BLASTING OF SEQUENTIAL CHAINS OF PYROPATRONS | |
KR102643858B1 (en) | Circuit for controlling ignition of pyrotechnic components | |
CA2845154C (en) | Improved squib control circuit | |
RU2558875C1 (en) | Control system of pyrotechnic devices | |
SU1102616A1 (en) | Device for remote turn-on of fire extinguishing system | |
RU2029375C1 (en) | Device for checking and blasting of explosive charge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090629 |