CN107270788B - 一种传感器冗余式设计的触发引信 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器冗余式设计的触发引信，该方案包括有安控组件、换流触发组件、起爆组件、传感器及信号处理组件、输入输出端口和电源组件；安控组件分别与输入输出端口、传感器及信号处理组件以及换流触发组件电连接；传感器及信号处理组件与换流触发组件电连接；换流触发组件还与起爆组件电连接；电源组件为上述所有组件均有连接。该方案综合应用碰炸开关和压电传感器生成引信引爆信号，传输至引信中的换流触发组件，控制组件中的储能电容输出能量至起爆组件中的电***，从而实现起爆操作，对外输出爆轰能量。

Description

一种传感器冗余式设计的触发引信

技术领域

本发明涉及的是***装置起爆引信，尤其是一种传感器冗余式设计的触发引信。

背景技术

引信是武器***中的重要部件，它利用目标和环境信息，在预定条件下引爆或引燃弹药战斗部装药，通常安装在火箭、导弹、鱼雷等弹药上。触发引信（碰炸引信）是利用碰击到目标的信息发火的引信。具体分为瞬发引信和惯性触发引信。瞬发触发引信是利用目标的反作用力发火的引信，惯性触发引信是利用碰目标时弹丸减速所产生的前冲惯性力发火的引信。

碰炸开关碰炸开关由壳体、碰炸杆、碰炸保险簧、绝缘套、导电套组成，当弹药撞击目标时，在惯性力的作用下，碰炸杆压缩保险簧，与导电套接触，使点火电路导通，起爆电容引爆电***。压电引信传感器主要是将各种着角碰目标的信息快速地转化为电信号，传输给信号处理电路，而信号处理电路是把传感器输入的各种信息进行处理，判断并产生引爆信号。

一般情况下，碰炸开关对弹目碰撞时引起的低频振动更为敏感，且其不需要额外的信号放大电路，性能对电磁环境不敏感；压电传感器的频带宽、灵敏度高，但传感器的输出信号需要被放大后才能使用，同时使用压电传感器时需要考虑电磁环境的影响。南京理工大学的李豪杰等人发表了压电陶瓷在引信表面压差传感器中的应用的论文，讨论了将压电传感器用于引信飞行环境的识别，但并未讨论将压电传感器用于在触发引信中产生引爆信号。第705研究所的霍鸣洲等人发表了鱼雷压电惯性引信的论文，讨论了单一用压电传感器在触发引信中产生引爆信号的设计思路，但并未考虑用碰炸开关弥补压电传感器的不足。目前还未见综合应用碰炸开关和压电传感器生成引信引爆信号的公开报道。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种传感器冗余式设计的触发引信，该方案综合应用碰炸开关和压电传感器生成引信引爆信号，传输至引信中的换流触发组件，控制组件中的储能电容输出能量至起爆组件中的电***，从而实现起爆操作，对外输出爆轰能量。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种传感器冗余式设计的触发引信，包括有安控组件、换流触发组件、起爆组件、传感器及信号处理组件、输入输出端口和电源组件；安控组件分别与输入输出端口、传感器及信号处理组件以及换流触发组件电连接；传感器及信号处理组件与换流触发组件电连接；换流触发组件还与起爆组件电连接；电源组件为上述所有组件均有连接。

作为本方案的优选：输入输出端口与控制计算机和外部直流供电输入端连接。

作为本方案的优选：传感器及信号处理组件包括有传感器和信号处理电路；传感器包括有碰炸开关和压电传感器；碰炸开关和压电传感器均设置有三个且敏感方向两两相互垂直安装于引信壳体内；信号处理电路包括有压电信号处理电路和碰炸信号处理电路；压电信号处理电路为通过一个与非门将三路与压电传感器分别连通的输入电路组合为一路，再通过一个与门将与安控组件输出的控制信号综合；碰炸信号处理电路为与碰炸开关连接的光耦的三路输出信号通过一个与非门组合为一路，再通过一个与门将安控组件输出的控制信号综合。

作为本方案的优选：安控组件用于依据经输入输出端口发送来的控制计算机指令，实现各级解保序列的启动或关闭，同时安控组件还控制换流触发组件和传感器及信号处理组件的工作状态。

作为本方案的优选：换流触发组件用于依据安控组件的解保操作，完成起爆能量的生成和存储，同时依据传感器及信号处理组件发送来的引爆信号，向起爆组件输出起爆能量。

作为本方案的优选：起爆组件用于依据换流触发组件发送来的起爆能量，实现起爆操作，对外输出爆轰能量。

作为本方案的优选：传感器及信号处理组件用于在引信完全解保的前提下，感受外界力学环境条件，在特定的条件下输出对应于引爆功能的传感器信号，并将信号处理后向换流触发组件发送引爆信号。

作为本方案的优选：输入输出端口用于实现引信与控制计算机和外部直流供电输入的电气连接。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中传感器及信号处理组件中碰炸开关和压电传感器的综合应用，保证在弹目相对碰撞速度较小，且碰撞角较大时，引信仍能够可靠起爆，提高了引信的可靠性；分别设置的信号电路一方面将外部传感器与引信中其他组件在电气上隔离开来，另一方面防止干扰信号使引信误动作，提高设计的安全性。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的设计框图。

图2为压电信号处理电路的原理图。

图3为碰炸信号处理电路的原理图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

实施例：

图1是本发明一种传感器冗余式设计的触发引信的原理方框图。从图1可以看出，该引信包括安控组件1、换流触发组件2、起爆组件3、传感器及信号处理组件4、输入输出端口5和电源组件6，为全电子引信。

引信的安控组件1通过输入输出端口5接收控制计算机的控制指令，之后安控组件1按控制指令执行各级保险解除的操作，进一步控制换流触发组件2中起爆能量的生成和存储；引信完全解保后，传感器感受外界力学环境条件，在特定的条件下由传感器及信号处理组件4输出引爆信号至换流触发组件2，之后换流触发组件2将存储的起爆能量输出至起爆组件3，实现起爆操作，对外输出爆轰能量，从而引爆整体战斗部；引信全流程工作所需的能量均由电源组件6提供。

引出电极1共有四根，一组高压电极和地，一组触发电极和地，如图2所示。高压电极和地从高压电容两端引出，触发极和地从平面高压开关与***箔层2的触发极两端引出。

传感器及信号处理组件4中的传感器分为两类，分别为碰炸开关和压电传感器，数量各三个，安装于引信壳体内部或外部均可以，且安装时使三个碰炸开关或压电传感器的敏感方向两两垂直，以使引信可以响应来自各个方向的碰撞振动。

传感器及信号处理组件4中的信号处理电路分为两个部分，一个部分为压电传感器信号处理电路，一部分为碰炸开关信号处理电路。

压电传感器的信号处理电路的原理框图如图2所示。

压电传感器信号处理电路采用一个与非门将输入的三路压电传感器信号（低电平有效）组合为一路，并通过一个与门将组合后的压电传感器信号与安控组件1输出的控制信号（引信完全解保后由安控组件1输出）综合；即，只有引信的保险完全解除后，触发压电传感器才能使得信号处理电路输出引爆信号，在引信的保险没有完全解除之前，即便压电传感器被触发，也不会造成引信被引爆。

碰炸开关的信号处理电路的原理框图如图3所示。

碰炸开关的信号处理电路将碰炸开关的触点信号通过光耦转换为电平信号，并将转换后的三路电平信号通过一个与非门组合为一路，再通过一个与门将组合后的碰炸开关电平信号与与安控组件1输出的控制信号（引信完全解保后由安控组件1输出）综合；即，只有引信的保险完全解除后，触发碰炸开关才能使得信号处理电路输出引爆信号，在引信的保险没有完全解除之前，即便碰炸开关被触发，也不会造成引信被引爆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种传感器冗余式设计的触发引信，其特征是：包括有安控组件、换流触发组件、起爆组件、传感器及信号处理组件、输入输出端口和电源组件；所述安控组件分别与输入输出端口、传感器及信号处理组件以及换流触发组件电连接；所述传感器及信号处理组件与换流触发组件电连接；所述换流触发组件还与起爆组件电连接；所述电源组件为上述所有组件均有连接；

所述传感器及信号处理组件包括有传感器和信号处理电路；所述传感器包括有碰炸开关和压电传感器；所述碰炸开关和压电传感器均设置有三个且敏感方向两两相互垂直安装于引信壳体内；所述信号处理电路包括有压电信号处理电路和碰炸信号处理电路；所述压电信号处理电路为通过一个与非门将三路与压电传感器分别连通的输入电路组合为一路，再通过一个与门将与安控组件输出的控制信号综合；所述碰炸信号处理电路为与碰炸开关连接的光耦的三路输出信号通过一个与非门组合为一路，再通过一个与门将安控组件输出的控制信号综合；

所述安控组件用于依据经输入输出端口发送来的控制计算机指令，实现各级解保序列的启动或关闭，同时安控组件还控制换流触发组件和传感器及信号处理组件的工作状态；

所述换流触发组件用于依据安控组件的解保操作，完成起爆能量的生成和存储，同时依据传感器及信号处理组件发送来的引爆信号，向起爆组件输出起爆能量。

2.根据权利要求1所述的一种传感器冗余式设计的触发引信，其特征是：所述输入输出端口与控制计算机和外部直流供电输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种传感器冗余式设计的触发引信，其特征是：所述起爆组件用于依据换流触发组件发送来的起爆能量，实现起爆操作，对外输出爆轰能量。

4.根据权利要求1所述的一种传感器冗余式设计的触发引信，其特征是：所述传感器及信号处理组件用于在引信完全解保的前提下，感受外界力学环境条件，在特定的条件下输出对应于引爆功能的传感器信号，并将信号处理后向换流触发组件发送引爆信号。

5.根据权利要求1所述的一种传感器冗余式设计的触发引信，其特征是：所述输入输出端口用于实现引信与控制计算机和外部直流供电输入的电气连接。

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