專(zhuān)利名稱(chēng)：一種冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)冰雹撞擊可靠性試驗(yàn)的冰雹發(fā)射的控制裝置及其工作方法，也適 用于其他小粒子撞擊試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
冰雹撞擊試驗(yàn)?zāi)壳皣?guó)內(nèi)還沒(méi)有見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道，國(guó)外美國(guó)有相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)與冰雹 的發(fā)射過(guò)程及發(fā)射系統(tǒng)沒(méi)有做詳細(xì)的闡述和要求。對(duì)于國(guó)內(nèi)采用和冰雹撞擊試驗(yàn)相同原理開(kāi) 展的鳥(niǎo)撞試驗(yàn)，其試驗(yàn)的過(guò)程和控制均為手工控制， 一般采用破膜式的發(fā)射方法。破膜式手 工發(fā)射控制的缺點(diǎn)是發(fā)射時(shí)間無(wú)法得到精確控制，每次的發(fā)射時(shí)間均有較大變化，同時(shí)發(fā)射 時(shí)間無(wú)法達(dá)到微秒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，單次發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于需要在短時(shí)間內(nèi)(1分鐘)連續(xù)進(jìn)行 多次發(fā)射試驗(yàn)的冰雹試驗(yàn)，手工發(fā)射系統(tǒng)無(wú)法做到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冰雹試驗(yàn)用控制裝置及其工作方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中多次 發(fā)射、發(fā)射精度和發(fā)射時(shí)間的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間內(nèi)冰雹試驗(yàn)的多次發(fā)射要求，并保證了多 次試驗(yàn)發(fā)射的一致性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和快速性。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案
一種冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)由LED速度顯示器、 第一微處理器、第一控制器、光電隔離器、第一通訊模塊、控制閥、開(kāi)關(guān)和增壓控制器組成； 所述下位機(jī)由第一光電傳感器、第二光電傳感器、第二微處理器、第二控制器和第二通訊模 塊組成；第一控制器的輸出端與第一微處理器的輸入端連接，第一微處理器的輸出端分別與 LED速度顯示器、光電隔離器的輸入端連接，第一通訊模塊與第一微處理器電連接，光電隔 離器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)和控制闊的輸入端連接，開(kāi)關(guān)的輸出端與增壓控制器的輸入端連接； 第二控制輸入器、第一光電傳感器和第二光電傳感器的輸出端分別與第二微處理器的輸入端 連接，第二微處理器與第二通訊模塊電連接，第二通訊模塊的輸出端與第一通訊模塊的輸入 端連接。
一種基于本發(fā)明的冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置的工作方法，包括如下步驟A、 采用第一控制器輸入增壓信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器將增壓信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔 離器發(fā)送給開(kāi)關(guān)控制啟動(dòng)增壓控制器，啟動(dòng)空氣壓縮泵增加壓力；
B、 當(dāng)壓力到達(dá)預(yù)訂值，采用第一控制器輸入發(fā)射信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器 將發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器發(fā)送給控制閥啟動(dòng)發(fā)射冰雹彈丸；
C、 將冰雹彈丸發(fā)射后分別觸發(fā)第一光電傳感器和第二光電傳感器得到中斷信號(hào)發(fā)送給 第二微處理器；
E、 采用第二微處理器根據(jù)C步所述的中斷信號(hào)計(jì)算出冰雹彈丸的速度信號(hào)；
F、 第二微處理器將E步所述的速度信號(hào)依次經(jīng)過(guò)第二通訊模塊、第一通訊模塊發(fā)送給 第一微處理器；
G、 第一微處理器將速度信號(hào)發(fā)送給LED速度顯示器，顯示冰雹發(fā)射速度。 有益效果本發(fā)明的冰雹試驗(yàn)用控制裝置及其工作方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，對(duì)于利用高
壓氣體為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的氣體炮，可以有效減低發(fā)射時(shí)間，減少人為操作造成的誤差，提高系統(tǒng) 的可靠性、準(zhǔn)確性；同時(shí)可實(shí)施連續(xù)的發(fā)射操作(在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，等待氣壓上升)，該 控制裝置的構(gòu)成原理可以用于其他高壓氣體類(lèi)系統(tǒng)的發(fā)射與控制。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的發(fā)射速度與壓力的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說(shuō)明-
如圖1所示，本發(fā)明的冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)由 LED速度顯示器、第一微處理器、第一控制器、光電隔離器、第一通訊模塊、控制閥、開(kāi)關(guān) 和增壓控制器組成；所述下位機(jī)由第一光電傳感器、第二光電傳感器、第二微處理器、第二 控制器和第二通訊模塊組成；第一控制器的輸出端與第一微處理器的輸入端連接，第一微處 理器的輸出端分別與LED速度顯示器、光電隔離器的輸入端連接，第一通訊模塊與第一微處 理器電連接，光電隔離器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)和控制閥的輸入端連接，開(kāi)關(guān)的輸出端與增壓 控制器的輸入端連接；第二控制輸入器、第一光電傳感器和第二光電傳感器的輸出端分別與 第二微處理器的輸入端連接，第二微處理器與第二通訊模塊電連接，第二通訊模塊的輸出端 與第一通訊模塊的輸入端連接。本發(fā)明的冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置的工作方法，上位機(jī)主要采用第一微處理器控制氣泵 產(chǎn)生高壓氣體，通過(guò)控制閥啟動(dòng)發(fā)射冰雹彈丸，下位機(jī)主要利用光電傳感器測(cè)出冰雹彈丸的 速度，然后將速度值通過(guò)第二微處理器返回給第一微處理器，并顯示在LED速度顯示器上， 具體包括如下步驟
A、 采用第一控制器輸入增壓信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器將增壓信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔 離器發(fā)送給開(kāi)關(guān)控制啟動(dòng)增壓控制器，啟動(dòng)空氣壓縮泵增加壓力；
B、 發(fā)射壓力大小通過(guò)"發(fā)射壓力"儀表實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)壓力到達(dá)預(yù)訂值，采用第一控制 器輸入發(fā)射信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器將發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器發(fā)送給控制閥啟 動(dòng)發(fā)射冰雹彈丸；
C、 將冰雹彈丸發(fā)射后分別觸發(fā)第一光電傳感器和第二光電傳感器得到中斷信號(hào)發(fā)送給 第二微處理器；
E、 采用第二微處理器根據(jù)C步所述的中斷信號(hào)計(jì)算出冰雹彈丸的速度信號(hào)；
F、 第二微處理器將E步所述的速度信號(hào)依次經(jīng)過(guò)第二通訊模塊、第一通訊模塊發(fā)送給 第一微處理器;
G、 第一微處理器將速度信號(hào)發(fā)送給LED速度顯示器，顯示冰雹發(fā)射速度。 另外步驟B中，壓力的預(yù)訂值可根據(jù)如圖2所示，為冰雹撞擊試驗(yàn)發(fā)射速度與氣體壓力
的關(guān)系圖，因?yàn)椴煌脑囼?yàn)要求冰雹的撞擊速度也不一樣，當(dāng)氣體壓力為0 25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓時(shí)(即大約0 2.5帕)，發(fā)射速度在0 330米/秒之間變化；如當(dāng)試驗(yàn)要求冰雹的撞擊速 度為150米/秒時(shí)，可采用增壓控制器啟動(dòng)空氣壓縮泵增加壓力，當(dāng)壓力達(dá)到8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 時(shí)，控制閥啟動(dòng)冰雹彈丸的發(fā)射速度為大約為150米/秒。若想增加發(fā)射的速度，只要適當(dāng)?shù)?控制空氣壓縮泵增加壓力即可，具體的冰雹發(fā)射速度與氣體壓力的關(guān)系可參考圖2。
本發(fā)明的冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置及其工作方法，采用高壓氣體構(gòu)成的一級(jí)氣體炮原理， 利用高壓氣體在瞬間釋放產(chǎn)生的高壓，推動(dòng)氣體炮彈倉(cāng)內(nèi)彈丸產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)并撞擊到目標(biāo)上。 需要再次發(fā)射時(shí)，可以在壓力滿(mǎn)足要求的條件下，采用第一控制器輸入發(fā)射信號(hào)至第一微處 理器，第一微處理器將發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器發(fā)送給控制閥啟動(dòng)發(fā)射冰雹彈丸，完成發(fā)射 操作。多次發(fā)射，僅需多次重復(fù)上述步驟，進(jìn)行發(fā)射操作。
權(quán)利要求
1、一種冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置，其特征在于包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)由LED速度顯示器、第一微處理器、第一控制器、光電隔離器、第一通訊模塊、控制閥、開(kāi)關(guān)和增壓控制器組成；所述下位機(jī)由第一光電傳感器、第二光電傳感器、第二微處理器、第二控制器和第二通訊模塊組成；第一控制器的輸出端與第一微處理器的輸入端連接，第一微處理器的輸出端分別與LED速度顯示器、光電隔離器的輸入端連接，第一通訊模塊與第一微處理器電連接，光電隔離器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)和控制閥的輸入端連接，開(kāi)關(guān)的輸出端與增壓控制器的輸入端連接；第二控制輸入器、第一光電傳感器和第二光電傳感器的輸出端分別與第二微處理器的輸入端連接，第二微處理器與第二通訊模塊電連接，第二通訊模塊的輸出端與第一通訊模塊的輸入端連接。
2、 一種基于權(quán)利要求1所述的冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置的工作方法，其特征在于包括如 下步驟A、 采用第一控制器輸入增壓信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器將增壓信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔 離器發(fā)送給開(kāi)關(guān)控制啟動(dòng)增壓控制器，啟動(dòng)空氣壓縮泵增加壓力；B、 當(dāng)壓力到達(dá)預(yù)訂值，采用第一控制器輸入發(fā)射信號(hào)至第一微處理器，第一微處理器 將發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離器發(fā)送給控制閥啟動(dòng)發(fā)射冰雹彈丸；C、 將冰雹彈丸發(fā)射后分別觸發(fā)第一光電傳感器和第二光電傳感器得到中斷信號(hào)發(fā)送給 第二微處理器；E、 采用第二微處理器根據(jù)C步所述的中斷信號(hào)計(jì)算出冰雹彈丸的速度信號(hào)；F、 第二微處理器將E步所述的速度信號(hào)依次經(jīng)過(guò)第二通訊模塊、第一通訊模塊發(fā)送給 第一微處理器；G、 第一微處理器將速度信號(hào)發(fā)送給LED速度顯示器，顯示冰雹發(fā)射速度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種冰雹撞擊試驗(yàn)用控制裝置及其工作方法，控制裝置包括上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)由LED速度顯示器、第一微處理器、第一控制器、光電隔離器、第一通訊模塊、控制閥、開(kāi)關(guān)和增壓控制器組成；下位機(jī)包括第一光電傳感器、第二光電傳感器、第二微處理器、第二控制器和第二通訊模塊；工作方法包括利用第一控制器的增壓信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，經(jīng)第一微處理器和光電隔離器分別啟動(dòng)空氣增壓泵和發(fā)射冰雹彈丸，將冰雹彈丸分別經(jīng)第一、二光電傳感器得到中斷信號(hào)，經(jīng)第二微處理器算出冰雹彈丸速度信號(hào)，經(jīng)通訊模塊和第一微處理器發(fā)送給LED速度顯示器。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間內(nèi)冰雹試驗(yàn)的多次發(fā)射要求，并保證了發(fā)射的一致性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N3/303GK101446535SQ200810242939
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者尤志芳, 紅 易, 薛澄岐 申請(qǐng)人:東南大學(xué)