RU2590270C1 - Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства - Google Patents
Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2590270C1 RU2590270C1 RU2015119720/03A RU2015119720A RU2590270C1 RU 2590270 C1 RU2590270 C1 RU 2590270C1 RU 2015119720/03 A RU2015119720/03 A RU 2015119720/03A RU 2015119720 A RU2015119720 A RU 2015119720A RU 2590270 C1 RU2590270 C1 RU 2590270C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power amplifier
- gas
- control circuit
- circuit
- initiator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства относится к взрывным работам, в частности к устройствам бесконтактного программирования и передаче данных инициатору газодинамического импульсного устройства с индуктивной цепью управления. Устройство содержит внешний корпус с отверстием для выхода магнитного потока, в котором размещены колебательный контур, задающий генератор, схема управления усилителем мощности, усилитель мощности, модулятор. Регулируемый тактовый генератор соединен последовательно со схемой управления усилителем мощности, усилителем мощности и колебательным контуром, содержащим излучающую катушку, соединенную последовательно с конденсатором. Сердечник выполнен из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью и высокой индукцией насыщения и имеет форму части кольца, установленного с возможностью направления излучения магнитного поля в зону размещения приемной катушки индуктивности газодинамического импульсного устройства. При этом плоскости торцов сердечника параллельны или расположены под углом друг к другу. Усилитель мощности выполнен по мостовой схеме на мощных МОП-транзисторах. Параллельно регулируемому тактовому генератору к схеме управления усилителем мощности подключен модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение эффективности работы устройства. 1 ил.
Description
Изобретение относится к взрывным работам, в частности к выполненным на базе катушек индуктивности устройствам бесконтактного программирования и передачи данных инициатору газодинамического импульсного устройства.
Задачей, стоящей в рассматриваемой области техники, является обеспечение программирования инициаторов газодинамического импульсного устройства в автоматическом режиме, повышения к.п.д. преобразования электромагнитного поля в электрический сигнал.
Известно устройство передачи информации для бесконтактного программирования инициатора газодинамического импульсного устройства (патент US 5117733, МПК F42C 17/04, опубл. 02.06.92). Устройство содержит излучающую катушку индуктивности с сердечником, составленным из отдельных ферритовых элементов, и две не связанные между собой обмотки (основную и вспомогательную) из чередующихся в шахматном порядке слоев плоского провода. Катушка имеет форму отрезка трубки. В отдельном корпусе устанавливается катушка. Через основную обмотку постоянно проходит электрический ток. При изменении напряжения во вспомогательной обмотке в результате сближения с газодинамическим импульсным устройством в основной обмотке формируются сигналы в виде импульсов электромагнитного поля, передаваемые на приемный колебательный контур газодинамического импульсного устройства, где возникают программирующие сигналы режимов работы инициатора в виде импульсов переменного напряжения.
Недостатком данного устройства является возможность программирования только отдельно взятого объекта с газодинамическим импульсным устройством при его заряжании, что приводит к длительному времени программирования.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства по патенту RU 2240494 (МПК F42C 15/42, 17/00, опубл. 20.11.2004, ФГУП «НИИ «Поиск»). Данное устройство включает экранирующий корпус без дна, в котором размещен формирователь сигналов программирования, соединенный с колебательным контуром, выполненным на основе излучающей катушки индуктивности с двумя обмотками и ферритовыми сердечниками. Формирователь сигналов программирования может быть выполнен по патенту RU 2240495 (МПК F42C 15/42, 17/00, опубл. 20.11.2004 ФГУП «НИИ «Поиск») и включает соединенные последовательно задающий генератор с фиксированной частотой, модулятор несущей частоты и усилитель мощности. Излучающая катушка индуктивности взаимодействует с приемной катушкой индуктивности, размещенной в газодинамическом импульсном устройстве, при его движении в процессе программирования инициатора. Обмотки излучающей катушки соединены последовательно, а сама излучающая катушка и конденсатор соединены между собой последовательно или параллельно, один из ферритовых сердечников выполнен кольцеобразным, а второй - стержневым, при этом излучающая катушка индуктивности, кольцеобразный и стержневой ферритовый сердечники установлены внутри экранирующего корпуса, одна обмотка размещена на внешней поверхности кольцеобразного сердечника длиной L с наружным Dизл и внутренним Двн диаметрами, а вторая обмотка и стержневой сердечник длиной Lст и диаметром d размещены внутри кольцеобразного сердечника, причем стержневой сердечник выполнен с возможностью перемещения внутри кольцеобразного сердечника так, что резонансная частота переменного электромагнитного поля излучающей катушки индуктивности соответствует частоте входных сигналов. После запуска задающего генератора сигналы через модулятор с несущей частотой Fнес поступают на входы колебательного контура. Излучающая катушка индуктивности создает переменное электромагнитное поле. Резонансная частота поля, соответствующая несущей частоте сигналов Fнес, зафиксирована при настройке положением стержневого сердечника внутри кольцевого сердечника. Переменное электромагнитное поле передается индуктивно, и на приемной катушке газодинамического импульсного устройства наводится переменная ЭДС, которая преобразуется в сигналы программирования.
Недостатком ближайшего аналога является сложное конструкторское исполнение устройства, кроме того, представленная конструкция излучающей катушки приводит к рассеиванию большей части энергии магнитного излучения в пространство, что снижает эффективности этого устройства.
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства, включающем корпус с отверстием для выхода силовых линий магнитного поля, в котором размещены задающий генератор и модулятор несущей частоты, соединенные через усилитель мощности с колебательным контуром, выполненным на основе излучающей катушки индуктивности с обмоткой и ферромагнитным сердечником, соединенной последовательно с конденсатором и взаимодействующей с приемной катушкой индуктивности газодинамического импульсного устройства при его движении в процессе программирования, новым является то, что сердечник выполнен в виде части кольца, торцы которого, определяющие направление силовых линий магнитного поля, расположены со стороны отверстия корпуса в одной плоскости или под углом друг к другу, в зависимости от расстояния до приемной катушки индуктивности, усилитель мощности выполнен по мостовой схеме, в качестве задающего генератора используют регулируемый тактовый генератор, а модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала, соединен параллельно тактовому генератору, при этом тактовый генератор и модулятор несущей частоты с усилителем мощности соединены через схему управления усилителем мощности.
Выполнение сердечника в виде части кольца, торцы которого, определяющие направление силовых линий магнитного поля, расположены со стороны отверстия корпуса в одной плоскости или под углом друг к другу, в зависимости от расстояния до приемной катушки индуктивности, позволяет сформировать магнитный поток более высокой плотности и обеспечить концентрированный ввод магнитного потока, предотвращая его рассеяние, что обеспечивает требуемое направление магнитного потока и активное взаимодействие в динамике его силовых линий с перемещающимся сердечником приемной катушки индуктивности. Кроме того, такое конструктивное выполнение излучающей катушки уменьшает количество элементов и позволяет использовать серийно выпускаемые узлы.
Расположение торцов части кольца в одной плоскости позволяет увеличить зону взаимодействия приемной и излучающей катушек, а при расположении торцов части кольца под углом друг к другу обеспечивают повышенную концентрацию силовых линий магнитного поля при незначительном расстоянии между катушками, что повышает КПД устройства без усложнения конструкции.
Выполнение усилителя мощности по мостовой схеме позволяет упростить конструкцию и наиболее эффективно использовать энергоресурсы источника питания, что дает возможность создать магнитный поток с уровнем, достаточным для идентификации команды, и увеличить мощность подводимой в колебательный контур энергии в 4 раза по сравнению с традиционной полумостовой схемой.
Использование в качестве задающего генератора регулируемого тактового генератора, соединенного с усилителем мощности через схему управления усилителем мощности, позволяет задавать частоту работы усилителя мощности простым способом с учетом получения необходимой энергии магнитного потока в процессе программирования.
Соединение регулируемого тактового генератора и модулятора несущей частоты, имеющего вход для ввода управляющего сигнала, параллельно позволяет обеспечить регулирование несущей частоты в соответствии с требуемым количеством передаваемой энергии в приемную катушку и сформировать излучаемое катушкой магнитное поле в соответствии с модулирующим сигналом управления, что упрощает процесс программирования независимо от формата передаваемого сигнала управления.
Выполнение обмотки из многожильного провода позволяет увеличить проводимость обмотки излучающей катушки.
На фиг. представлена функциональная блок-схема заявляемого устройства - индуктора, где: 1 - блок формирования несущей частоты; 2 - регулируемый тактовый генератор; 3 - делитель частоты блока формирования несущей частоты, 4 - схема управления усилителем мощности; 5 - усилитель мощности; 6 - драйверы усилителя мощности; 7 - выходной каскад усилителя мощности; 8 - модулятор несущей частоты; 9 - колебательный контур; 10 - излучающая катушка колебательного контура; 11 - конденсатор колебательного контура.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить индуктор для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства с индуктивной цепью управления. Индуктор предназначен для создания магнитного поля с напряженностью, достаточной для наведения в приемной катушке газодинамического импульсного устройства сигнала с уровнем, необходимым для идентификации команды. Индуктор содержит внешний защитный корпус с отверстием для выхода магнитного потока, в котором размещены колебательный контур, регулируемый тактовый генератор, схема управления усилителем мощности, усилитель мощности, модулятор несущей частоты. Усилитель мощности включает в себя предварительные усилители (драйверы), выполненные на маломощных транзисторах, и выходной каскад, выполненный по мостовой схеме на мощных МОП транзисторах. В диагональ моста выходного каскада включен колебательный контур, состоящий из сердечника и конденсатора. Регулируемый тактовый генератор соединен последовательно со схемой управления усилителем мощности, усилителем мощности и колебательным контуром. Колебательный контур выполнен на основе излучающей катушки индуктивности с обмоткой и сердечником, соединенной последовательно с конденсатором. Сердечник выполнен из ферромагнитного материала М2000НМ с высокой магнитной проницаемостью и высокой индукцией насыщения и имеет форму полукольца, торцы которого, определяющие направление силовых линий магнитного поля, расположены со стороны отверстия корпуса в одной плоскости по отношению друг к другу. Обмотка выполнена из многожильного провода ПЭТВ-2. Параллельно регулируемому тактовому генератору к схеме управления усилителем мощности подключен модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала. Модулятор выполнен на основе логической ячейки «И-НЕ».
Работа заявляемого устройства заключается в следующем.
Регулируемый тактовый генератор 2 блока формирования несущей частоты 1 совместно с делителем частоты 3 задает частоту работы усилителя мощности 5 через схему управления усилителя мощности 4. Драйверы 6 усилителя мощности 5 обеспечивают согласование между маломощным сигналом схемы управления усилителя мощности 4 и мощными сигналами управления выходным каскадом усилителя мощности 7. Усилитель мощности 5, выполненный по мостовой схеме, позволяет наиболее полно использовать энергетические возможности источника питания, а использование колебательного контура 9 - минимизировать потери при преобразовании электрической энергии в энергию магнитного поля, поскольку обмен энергией между реактивными элементами, индуктивностью и емкостью, происходит теоретически без потерь, что повышает КПД устройства. Схема управления 4 усилителем мощности может включаться или блокироваться модулятором несущей частоты 8 в соответствии с сигналом управления Uупр. Сигналы с усилителя мощности 5 поступают на колебательный контур 9, один из элементов которого - катушка 10 - является первым реактивным элементом - излучателем магнитного поля, модулированного сигналом управления Uупр. Конденсатор 11 является вторым реактивным элементом, который участвует в обмене энергией с катушкой 10. Связь с приемной катушкой импульсного газодинамического устройства воздушная на расстоянии не менее 40 мм по краям. В приемной катушке наводится переменная ЭДС, преобразуемая в сигналы программирования. Посредством индукционной связи сердечников излучающей и приемной катушек индуктивности осуществляется автоматическая передача информации за счет формирования излучаемого магнитного поля, модулированного сигналом управления без сложной настройки, что в конечном итоге обеспечивает эффективность функционирования газодинамического импульсного устройства.
Были проведены исследования опытного образца индуктора. Особенностью работы индуктора является то, что индуктор работает на частоте, отстоящей от резонансной на 10-15%, что существенно повышает устойчивость его работы при температурных колебаниях окружающей среды, а также при старении магнитного материала излучателя.
Claims (1)
- Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства, включающее корпус с отверстием для выхода силовых линий магнитного поля, в котором размещены задающий генератор и модулятор несущей частоты, соединенные через усилитель мощности с колебательным контуром, выполненным на основе излучающей катушки индуктивности с обмоткой и ферромагнитным сердечником, соединенной последовательно с конденсатором и взаимодействующей с приемной катушкой индуктивности газодинамического импульсного устройства при его движении в процессе программирования, отличающееся тем, что сердечник выполнен в виде части кольца, торцы которого, определяющие направление силовых линий магнитного поля, расположены со стороны отверстия корпуса в одной плоскости или под углом друг к другу, усилитель мощности выполнен по мостовой схеме, в качестве задающего генератора используют регулируемый тактовый генератор, а модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала, соединен параллельно тактовому генератору, при этом тактовый генератор и модулятор несущей частоты с усилителем мощности соединены через схему управления усилителем мощности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119720/03A RU2590270C1 (ru) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119720/03A RU2590270C1 (ru) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2590270C1 true RU2590270C1 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015119720/03A RU2590270C1 (ru) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2590270C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2555384A (en) * | 1948-01-14 | 1951-06-05 | Gordon J Watt | Electrically set mechanical time fuse |
| GB2042695A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-24 | Mefina Sa | Device for transmitting signals to a fuse |
| US5117733A (en) * | 1990-03-15 | 1992-06-02 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Apparatus for setting the time fuse of a projectile |
| US5136949A (en) * | 1990-08-28 | 1992-08-11 | Rheinmetall Gmbh | Mine system |
| RU2066442C1 (ru) * | 1991-04-03 | 1996-09-10 | Челябинское специальное конструкторское бюро "Ротор" | Установщик электронно-дистанционного взрывателя |
| RU2240494C1 (ru) * | 2003-08-04 | 2004-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования дистанционных взрывателей снарядов реактивных систем залпового огня |
-
2015
- 2015-05-25 RU RU2015119720/03A patent/RU2590270C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2555384A (en) * | 1948-01-14 | 1951-06-05 | Gordon J Watt | Electrically set mechanical time fuse |
| GB2042695A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-24 | Mefina Sa | Device for transmitting signals to a fuse |
| US5117733A (en) * | 1990-03-15 | 1992-06-02 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Apparatus for setting the time fuse of a projectile |
| US5136949A (en) * | 1990-08-28 | 1992-08-11 | Rheinmetall Gmbh | Mine system |
| RU2066442C1 (ru) * | 1991-04-03 | 1996-09-10 | Челябинское специальное конструкторское бюро "Ротор" | Установщик электронно-дистанционного взрывателя |
| RU2240494C1 (ru) * | 2003-08-04 | 2004-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования дистанционных взрывателей снарядов реактивных систем залпового огня |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220085654A1 (en) | Wireless power transfer using multiple coil arrays | |
| JP6505753B2 (ja) | 金属物体を通じたワイヤレス電力伝達 | |
| US9441834B2 (en) | Wirelessly powered electrodynamic combustion control system | |
| US20190312463A1 (en) | Multiple interleaved coil structures for wireless power transfer | |
| JP6001355B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| Hui | Past, present and future trends of non-radiative wireless power transfer | |
| JP5822868B2 (ja) | 誘導式エネルギー無線伝送装置 | |
| JP2010063245A (ja) | 非接触給電装置 | |
| JP2007535859A (ja) | 非接触のエネルギー伝送装置及び方法 | |
| JP2018521612A5 (ru) | ||
| US10224750B2 (en) | Wireless power transmission apparatus | |
| US10804726B2 (en) | Wheel coils and center-tapped longitudinal coils for wireless power transfer | |
| CN109073415B (zh) | 在无线电力传输应用中利用多线对准辅助的方法和装置 | |
| JP2018518929A (ja) | 電気的に接触することなくワイヤレスで電力を伝達するためのウェアラブル受電コイル | |
| KR101744590B1 (ko) | 수직형 전력 전송 방식의 무선 전력 전송 및 충전 장치 | |
| JP5545341B2 (ja) | ワイヤレス給電装置 | |
| Sibakoti et al. | Wireless power transmission using magnetic resonance | |
| RU2590270C1 (ru) | Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства | |
| US20190157906A1 (en) | Inductive Power Transfer Using Diverted Magnetic Field | |
| Gupta et al. | Design & Implementation of Cost Effective Wireless Power Transmission Model: GOOD BYE Wires | |
| KR20160063004A (ko) | 무선 전력 송신 및 수신 장치 | |
| Sarwar et al. | Review of Different Techniques used for Wireless Transmission of Electrical Energy | |
| WO2016050156A1 (zh) | 无线充电系统及装置 | |
| KR20120116799A (ko) | 무선 전력 송수신용 코일 및 상기 코일을 사용한 송신기 및 수신기 | |
| KR101163944B1 (ko) | 공진 코일 및 이를 이용한 무선 전력 전송 장치 |