RU2580111C1

RU2580111C1 - Прибор для подрыва пиросредств

Info

Publication number: RU2580111C1
Application number: RU2015103254/03A
Authority: RU
Inventors: Илья Викторович Гужов; Сергей Николаевич Коянкин
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-04-10

Abstract

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер, источник энергии, ключи и электровзрывные сети, разделенные на две группы, при этом одна группа ключей выполнена в виде сильноточных и слаботочных полупроводниковых ключей, а другая группа - в виде электромеханических ключей, каждый из которых этой группы содержит блок управления и механический контакт, первый вывод которого подключен через соответствующие электровзрывные сети и диоды ко входам сильноточных полупроводниковых ключей, а вторые выводы подключены к плюсовой клемме источника энергии, выходы всех сильноточных полупроводниковых ключей объединены и подключены к минусовой клемме источника энергии и к выходам слаботочных полупроводниковых ключей, входы которых подключены к выходам блоков управления электромеханических ключей, входы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии, при этом микроконтроллер подключен к входам управления всех ключей первой группы. Достигаемым техническим результатом является повышение достоверности функционирования, а также снижение габаритов и массы устройства. 2 ил.

Description

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств.

Известно устройство прибора для подрыва пиросредств (см. патент РФ №2434199, «Прибор для подрыва пиросредств», Л.Б. Егоров, К.К. Кирсанов, И.В. Цетлин, опубликованный 20.11.2011, F42C 11/04), содержащий микроконтроллер, источник энергии, n электровзрывных сетей (ЭВС) и ключи K_i…K_L, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам микроконтроллера. Входы первой группы ключей К₁…К_k подключены к плюсовой клемме источника энергии, а входы другой группы ключей K_k+1…K_L подключены к минусовой клемме источника энергии. При этом ЭВС образуют матрицу из k строк и L-k столбцов, положительные выводы ЭВС i-й строки соединены с выходом i-того ключа К_i и входом i-й схемы контроля CK_i (где i=1…k), а отрицательные выводы ЭВС j-го столбца соединены с анодами соответствующих диодов, катоды которых соединены с выходом j-го ключа K_j и входом j-й схемы контроля CK_j (где j=k+1…L), выходы схем контроля CK₁…CK_L подключены к соответствующим входам микроконтроллера, стробирующие входы первой группы схем контроля СК₁…СК_k соединены с первым стробирующим выходом микроконтроллера, стробирующие входы второй группы схем контроля CK_k+1…CK_L соединены со вторым стробирующим выходом микроконтроллера.

Недостатками данного устройства являются большие схемные затраты за счет использования схемы контроля, трудоемкость его изготовления и снижение надежности. Кроме того, устройство не гарантирует достоверность функционирования при однократной неисправности ключей и ЭВС.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Достигаемым техническим результатом является повышение достоверности функционирования, а также снижение габаритов и массы устройства.

Для достижения технического результата в приборе для подрыва пиросредств, содержащем микроконтроллер, источник энергии, ключи и электровзрывные сети, разделенные на две группы, новым является то, что одна группа ключей выполнена в виде сильноточных и слаботочных полупроводниковых ключей, а другая группа - в виде электромеханических ключей, каждый из которых этой группы содержит блок управления и механический контакт, первый вывод которого подключен через соответствующие электровзрывные сети и диоды ко входам сильноточных полупроводниковых ключей, а вторые выводы подключены к плюсовой клемме источника энергии, выходы всех сильноточных полупроводниковых ключей объединены и подключены к минусовой клемме источника энергии и к выходам слаботочных полупроводниковых ключей, входы которых подключены к выходам блоков управления электромеханических ключей, входы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии, при этом микроконтроллер подключен ко входам управления всех ключей первой группы. Кроме того, из прибора для подрыва пиросредств исключены схемы контроля и диоды.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить достоверность функционирования, а также снизить габариты и массу устройства.

На фиг. 1 приведена схема прибора для подрыва пиросредств, на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая принцип его работы.

Прибор для подрыва пиросредств, содержит микроконтроллер 1, источник энергии 2, резервированные ЭВС 3.1_1, 3.1_2, …, 3.(n*m/2)_1, 3.(n*m/2)_2, где n=1, 2, …, Ν, m=1, 2, …, M, и ключи K, разделенные на две группы. Одна группа ключей выполнена в виде сильноточных K_VT(n+1), …, K_VT(n+m) и слаботочных K_VT1, …, K_VT(n) полупроводниковых ключей, а другая группа - в виде электромеханических ключей K₁, …, K_(n), каждый из которых этой группы содержит блок управления K_(n).1 и механический контакт K_(n).2, первый вывод которого подключен через соответствующие ЭВС и диоды VD1, …, VD(n*m) ко входам сильноточных полупроводниковых ключей K_VT(n+1), …, K_VT(n+m), а вторые выводы подключены к плюсовой клемме источника энергии, выходы всех сильноточных полупроводниковых ключей объединены и подключены к минусовой клемме источника энергии и к выходам слаботочных полупроводниковых ключей, входы которых подключены к выходам блоков управления электромеханических ключей, входы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии, при этом микроконтроллер подключен ко входам управления всех ключей первой группы.

Прибор для подрыва пиросредств (см. фиг. 1) работает следующим образом.

Команды на подрыв пиросредств формируются в моменты времени, определяемые программой микроконтроллера. С упреждением на интервал времени, превышающий время срабатывания электромагнитного реле и дребезга его контактов, микроконтроллер 1 формирует сигнал на замыкание слаботочного полупроводникового ключа K_VT(n), который, в свою очередь, обеспечивает срабатывание электромагнитных реле K_(n). По истечении упреждающего интервала в заданный момент времени микроконтроллер 1 выдает команду на срабатывание ЭВС 3.(n*m/2)_1, 3.(n*m/2)_2 путем формирования сигнала на замыкание соответствующего сильноточного полупроводникового ключа K_VT(n+m). Задержка указанных цепей составляет единицы микросекунд, что в тысячу раз меньше задержек релейных цепей, составляющих единицы миллисекунд. В результате срабатывает одна из резервированных ЭВС 3.(n*m/2)_1 или 3.(n*m/2)_2. Так как ЭВС резервированные, то для их гарантированного срабатывания микроконтроллер 1 выдает сигналы на срабатывание второй половины ЭВС сражу же после окончания сигналов на срабатывание первой половины.

На фиг. 2 показан принцип формирования микроконтроллером управляющих сигналов, а также импульсы тока 12 источника энергии, задействующие ЭВС.

Проведено макетирование прибора для подрыва пиросредств с использованием микросхемы ПЛИС 5576ХС1Т в качестве микроконтроллера. Остальная часть устройства реализована на базе реле РЭК81, полевых транзисторов 2П7231А9. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Claims

Прибор для подрыва пиросредств, содержащий микроконтроллер, источник энергии, ключи и электровзрывные сети, разделенные на две группы, отличающийся тем, что одна группа ключей выполнена в виде сильноточных и слаботочных полупроводниковых ключей, а другая группа - в виде электромеханических ключей, каждый из которых этой группы содержит блок управления и механический контакт, первый вывод которого подключен через соответствующие электровзрывные сети и диоды ко входам сильноточных полупроводниковых ключей, а вторые выводы подключены к плюсовой клемме источника энергии, выходы всех сильноточных полупроводниковых ключей объединены и подключены к минусовой клемме источника энергии и к выходам слаботочных полупроводниковых ключей, входы которых подключены к выходам блоков управления электромеханических ключей, входы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии, при этом микроконтроллер подключен ко входам управления всех ключей первой группы.