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      一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置及控制方法

      文檔序號(hào):5882115閱讀:161來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置及控制方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置及控 制方法。
      背景技術(shù)
      目前,現(xiàn)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)地面實(shí)驗(yàn)點(diǎn)火方式大多數(shù)采用的是恒壓點(diǎn)火方式,恒壓點(diǎn) 火方式使用時(shí)間比較長(zhǎng),比較成熟,實(shí)現(xiàn)起來(lái)也較為簡(jiǎn)單。但恒壓點(diǎn)火方式有兩個(gè)很明顯的 缺點(diǎn)1)不能保證點(diǎn)火頭電流的足夠和唯一。一般在進(jìn)行點(diǎn)火操作時(shí),從點(diǎn)火器到點(diǎn)火 頭之間要經(jīng)過(guò)點(diǎn)火電纜、各種安全開關(guān)等設(shè)備,由此將會(huì)增加點(diǎn)火線路中的電阻,由于每次 操作以及材料的不同,電阻阻值也會(huì)出現(xiàn)不一致。如果每次使用同樣的電壓點(diǎn)火就不能保 證點(diǎn)火的可靠;如果每次進(jìn)行電阻測(cè)量,然后進(jìn)行電壓的調(diào)整,帶來(lái)的問(wèn)題一是工作較為繁 瑣且不夠安全(因?yàn)辄c(diǎn)火頭是不能帶電操作的),二是目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求點(diǎn)火電壓不超過(guò) 30V,恒壓點(diǎn)火方式常常不能滿足點(diǎn)火標(biāo)準(zhǔn)要求;2)不能解決和避免點(diǎn)火頭短路問(wèn)題。因?yàn)樵邳c(diǎn)火工作結(jié)束后,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)火頭 短路現(xiàn)象,如果采用恒壓方式點(diǎn)火,此時(shí)電流迅速增大,會(huì)很容易引發(fā)點(diǎn)火器損壞故障,導(dǎo) 致實(shí)驗(yàn)電路中斷而出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失??;此外,目前的點(diǎn)火裝置的控制方式多為手動(dòng)方式,且只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火單一功能,不能 同其他設(shè)備聯(lián)動(dòng)。由于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的多樣化發(fā)展,實(shí)驗(yàn)中增加了各類控制器、控制閥門以及 儀器等諸多外部調(diào)節(jié)控制類設(shè)備,這些設(shè)備在使用中都要求與點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),并且要 求能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作,而目前的點(diǎn)火器不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)要求。

      發(fā)明內(nèi)容
      要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提出一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置及 控制方法。具體技術(shù)方案如下技術(shù)方案所述一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置,其特征在于包括計(jì)算機(jī)控制主機(jī)、人機(jī)對(duì)話 觸摸屏、D/A轉(zhuǎn)換器、外部物理短路環(huán)、數(shù)字控制式恒流源和點(diǎn)火輸出控制開關(guān);外部物理 短路環(huán)控制計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口的工作狀態(tài),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)查詢I/O接口的工 作狀態(tài)確定外部物理短路環(huán)的工作狀態(tài);人機(jī)對(duì)話觸摸屏傳輸時(shí)序信號(hào)給計(jì)算機(jī)控制主 機(jī),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏顯示點(diǎn)火裝置的工作狀態(tài);計(jì)算機(jī)控制主機(jī)根據(jù) 時(shí)序信號(hào)向點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和D/A轉(zhuǎn)換器傳輸控制信號(hào),D/A轉(zhuǎn)換器將接受的數(shù)字控制 信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓控制信號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源;數(shù)字控制式恒流源通過(guò)點(diǎn)火輸出控制 開關(guān)輸出點(diǎn)火電流。所述一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置,優(yōu)選所述點(diǎn)火裝置還包括有外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)根據(jù)時(shí)序信號(hào)控制外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)。所述一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的控制方法,其特征在于步驟1 接通外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處于接地狀態(tài),計(jì)算機(jī) 控制主機(jī)不執(zhí)行輸出操作;通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏向計(jì)算機(jī)控制主機(jī)輸入時(shí)序信號(hào),時(shí)序信 號(hào)包括點(diǎn)火倒計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)、點(diǎn)火電流、點(diǎn)火開始時(shí)間以及點(diǎn)火關(guān)閉時(shí)間;步驟2 斷開外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處于空置狀態(tài),允許計(jì) 算機(jī)控制主機(jī)執(zhí)行輸出操作,通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏向計(jì)算機(jī)控制主機(jī)輸入啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)序的 信號(hào),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)按照步驟ι中輸入的時(shí)序信號(hào)發(fā)出傳輸控制信號(hào),D/A轉(zhuǎn)換器將控制 信號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源,數(shù)字控制式恒流源通過(guò)點(diǎn)火輸出控制開關(guān)輸出點(diǎn)火電流。所述一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的控制方法,優(yōu)選步驟1中的時(shí)序信號(hào)還包括 有外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。有益效果本發(fā)明提供了一種更安全可靠,控制簡(jiǎn)單,使用靈活,可自動(dòng)控制的智能時(shí)序控制 點(diǎn)火器。采用人機(jī)對(duì)話觸摸屏設(shè)計(jì),方便用戶進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,并且可以讓用戶實(shí)時(shí)觀察點(diǎn)火 器的工作狀態(tài);采用了外部物理短路環(huán),可以規(guī)避由于靜電以及誤操作等因素引起的誤點(diǎn) 火,從而保證點(diǎn)火的安全性和可靠性;采用恒流方式點(diǎn)火可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火元件獲得的電流恒 定且可控,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火元件的可靠點(diǎn)火;根據(jù)歐姆定律得知,采用恒流方式點(diǎn)火,當(dāng)點(diǎn)火元件 短路點(diǎn)火電阻趨向于0時(shí),此時(shí)點(diǎn)火電源做功為0,因此完全可以保障整個(gè)點(diǎn)火的安全性, 從而避免因點(diǎn)火元件短路造成電路系統(tǒng)故障;可以實(shí)現(xiàn)外部控制設(shè)備的控制,并可以與點(diǎn) 火指令組成時(shí)序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。


      圖1 恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明。實(shí)施例本實(shí)施例中恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置包括計(jì)算機(jī)控制主機(jī)、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、D/A 轉(zhuǎn)換器、外部物理短路環(huán)、數(shù)字控制式恒流源、點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)。人機(jī)對(duì)話觸摸屏與計(jì)算機(jī)控制主機(jī)相連,通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏,將用戶的要求按 照時(shí)序信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)控制主機(jī),其中時(shí)序信號(hào)包括點(diǎn)火倒計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)、點(diǎn)火電流、點(diǎn)火開 始及關(guān)閉時(shí)間、外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟及關(guān)閉時(shí)間;而在人機(jī)對(duì)話觸摸屏上則向用戶反 饋點(diǎn)火裝置的工作狀態(tài)參數(shù)包括外部物理短路環(huán)是否關(guān)閉、點(diǎn)火倒計(jì)時(shí)、點(diǎn)火電流、點(diǎn)火 裝置的工作狀態(tài)。外部物理短路環(huán)為恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu),保證外界干擾以及 誤操作不會(huì)觸發(fā)點(diǎn)火頭。外部物理短路環(huán)與計(jì)算機(jī)控制主機(jī)相連,外部物理短路環(huán)控制計(jì) 算機(jī)控制主機(jī)的I/O接口是否接地,計(jì)算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)查詢I/O接口的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)外部物 理短路環(huán)工作狀態(tài)的查詢;當(dāng)外部物理短路環(huán)接通時(shí),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)的I/O接口為接地 狀態(tài),此時(shí)計(jì)算機(jī)控制主機(jī)不執(zhí)行輸出操作;當(dāng)外部物理短路環(huán)斷開時(shí),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)的I/O接口為空置狀態(tài),此時(shí)計(jì)算機(jī)控制主機(jī)執(zhí)行輸出操作。數(shù)字控制式恒流源通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)控制主機(jī)相連,D/A轉(zhuǎn)換器將計(jì)算機(jī) 控制主機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳輸給數(shù)字控制式恒流源。點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)為控制執(zhí)行器,分別與計(jì)算機(jī)控制主機(jī)相 連,由計(jì)算機(jī)控制主機(jī)控制點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的通斷。只有點(diǎn)火輸出 控制開關(guān)接通時(shí),才可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火功能;也只有外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)接通時(shí),外部聯(lián)接的 可控設(shè)備才可以工作。本實(shí)施例中采用的數(shù)字控制式恒流源為數(shù)字程控的0到IOA連續(xù)可調(diào)的恒流源, 作為點(diǎn)火裝置中點(diǎn)火電流的輸出源,這完全滿足火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的需求,同時(shí)按照國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn),點(diǎn)火輸出電壓設(shè)計(jì)不超過(guò)30V。計(jì)算機(jī)控制主機(jī)采用的FX2N-16MT型CPU,按照用戶 輸入的要求發(fā)出時(shí)序控制信號(hào),可以提供最小時(shí)間間隔為5ms的時(shí)序,輸出時(shí)間精度達(dá)到 士:3ms。D/A轉(zhuǎn)換器采用的是精度為0.001的電壓式D/A變換器,可將計(jì)算機(jī)控制主機(jī)發(fā)出 的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為1 5V的電壓信號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源。用戶在使用本發(fā)明時(shí),首先接通外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處 于接地狀態(tài),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)不執(zhí)行輸出操作;然后通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏設(shè)置點(diǎn)火倒計(jì)時(shí) 時(shí)長(zhǎng)、點(diǎn)火電流、點(diǎn)火開始及關(guān)閉時(shí)間、外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟及關(guān)閉時(shí)間,形成時(shí)序信 號(hào)并傳輸給計(jì)算機(jī)控制主機(jī);其次斷開外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處于 空置狀態(tài),允許計(jì)算機(jī)控制主機(jī)執(zhí)行輸出操作;此時(shí)人機(jī)對(duì)話觸摸屏上顯示之前設(shè)置的用 戶要求以及外部物理短路環(huán)的狀態(tài);最后通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏向計(jì)算機(jī)控制主機(jī)輸入啟動(dòng) 點(diǎn)火時(shí)序的信號(hào),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)按照先前輸入的時(shí)序信號(hào)向點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和外部狀 態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)發(fā)出控制信號(hào),并通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器向數(shù)字控制式恒流源發(fā)出控制信號(hào),當(dāng)達(dá)到 設(shè)定的點(diǎn)火時(shí)間時(shí),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)控制點(diǎn)火輸出控制開關(guān)接通,數(shù)字控制式恒流源按照 要求發(fā)出點(diǎn)火電流,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。在其他如點(diǎn)火關(guān)閉時(shí)間、外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟及關(guān)閉時(shí) 間時(shí),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)按照時(shí)序信號(hào)要求控制相應(yīng)地開關(guān)通斷,從而達(dá)到將外部控制設(shè)備 的控制與點(diǎn)火指令組成時(shí)序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的目的。
      權(quán)利要求
      1.一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置,其特征在于包括計(jì)算機(jī)控制主機(jī)、人機(jī)對(duì)話觸摸 屏、D/A轉(zhuǎn)換器、外部物理短路環(huán)、數(shù)字控制式恒流源和點(diǎn)火輸出控制開關(guān);外部物理短路 環(huán)控制計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口的工作狀態(tài),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)查詢I/O接口的工作狀 態(tài)確定外部物理短路環(huán)的工作狀態(tài);人機(jī)對(duì)話觸摸屏傳輸時(shí)序信號(hào)給計(jì)算機(jī)控制主機(jī),計(jì) 算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏顯示點(diǎn)火裝置的工作狀態(tài);計(jì)算機(jī)控制主機(jī)根據(jù)時(shí)序信 號(hào)向點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和D/A轉(zhuǎn)換器傳輸控制信號(hào),D/A轉(zhuǎn)換器將接受的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn) 換為電壓控制信號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源;數(shù)字控制式恒流源通過(guò)點(diǎn)火輸出控制開關(guān)輸 出點(diǎn)火電流。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置,其特征在于所述點(diǎn)火裝置 還包括有外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)根據(jù)時(shí)序信號(hào)控制外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)。
      3.一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的控制方法,其特征在于步驟1 接通外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處于接地狀態(tài),計(jì)算機(jī)控制 主機(jī)不執(zhí)行輸出操作;通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏向計(jì)算機(jī)控制主機(jī)輸入時(shí)序信號(hào),時(shí)序信號(hào)包 括點(diǎn)火倒計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)、點(diǎn)火電流、點(diǎn)火開始時(shí)間以及點(diǎn)火關(guān)閉時(shí)間;步驟2:斷開外部物理短路環(huán),使計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口處于空置狀態(tài),允許計(jì)算機(jī) 控制主機(jī)執(zhí)行輸出操作,通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏向計(jì)算機(jī)控制主機(jī)輸入啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)序的信 號(hào),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)按照步驟1中輸入的時(shí)序信號(hào)發(fā)出傳輸控制信號(hào),D/A轉(zhuǎn)換器將控制信 號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源,數(shù)字控制式恒流源通過(guò)點(diǎn)火輸出控制開關(guān)輸出點(diǎn)火電流。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置的控制方法,其特征在于步 驟1中的時(shí)序信號(hào)還包括有外部狀態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。
      全文摘要
      本發(fā)明提出一種恒流式時(shí)序控制點(diǎn)火裝置及控制方法,包括計(jì)算機(jī)控制主機(jī)、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、D/A轉(zhuǎn)換器、外部物理短路環(huán)、數(shù)字控制式恒流源和點(diǎn)火輸出控制開關(guān);外部物理短路環(huán)控制計(jì)算機(jī)控制主機(jī)I/O接口的工作狀態(tài);人機(jī)對(duì)話觸摸屏傳輸時(shí)序信號(hào)給計(jì)算機(jī)控制主機(jī),計(jì)算機(jī)控制主機(jī)通過(guò)人機(jī)對(duì)話觸摸屏顯示點(diǎn)火裝置的工作狀態(tài);計(jì)算機(jī)控制主機(jī)根據(jù)時(shí)序信號(hào)向點(diǎn)火輸出控制開關(guān)和D/A轉(zhuǎn)換器傳輸控制信號(hào),D/A轉(zhuǎn)換器將接受的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓控制信號(hào)傳輸給數(shù)字控制式恒流源;數(shù)字控制式恒流源通過(guò)點(diǎn)火輸出控制開關(guān)輸出點(diǎn)火電流。本發(fā)明采用恒流方式點(diǎn)火可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火元件獲得的電流恒定且可控,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火元件的可靠點(diǎn)火。
      文檔編號(hào)G01M15/02GK102072817SQ20101056488
      公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
      發(fā)明者何國(guó)強(qiáng), 劉佩進(jìn), 陳劍, 韓紀(jì)昆, 魏祥庚 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)
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