本發(fā)明涉及的是沖擊片起爆裝置，尤其是一種集成的沖擊片起爆裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)對(duì)金屬橋箔瞬間施加大電流脈沖，使其汽化產(chǎn)生高溫高壓等離子體，驅(qū)動(dòng)飛片高速撞擊從而引爆炸藥的裝置稱為沖擊片雷管。目前沖擊片雷管在國(guó)內(nèi)外的軍事裝備上均有廣泛的應(yīng)用。

沖擊片雷管需要電容放電單元提供起爆能量，從而形成沖擊片起爆系統(tǒng)。目前，沖擊片起爆系統(tǒng)一般采用分立的高壓電容器、高壓開(kāi)關(guān)、高壓接插件、沖擊片雷管及連接線纜等組成。為可靠起爆，一般要求高壓電容器的容量足夠大，放電開(kāi)關(guān)具有足夠快的閉合速度，且放電回路盡可能短以減小線路上的能量損失。

由于高壓脈沖放電回路的負(fù)載為阻抗很小的爆炸箔（阻抗為毫歐級(jí)），即便引入微小的回路阻抗，也會(huì)造成對(duì)cdu中能量的重新分配，從而對(duì)通過(guò)爆炸箔的脈沖電流波形造成較大的影響。為保證高壓連接器的插接可靠性和承載脈沖大電流的能力，高壓連接器的有效接插長(zhǎng)度一般不低于3mm~5mm，即便高壓連接器的材料阻抗較小，仍不可避免的在放電回路中引入一定的電感和電阻，試驗(yàn)結(jié)果表明，即便在回路中采用帶7mm導(dǎo)線的高壓接插件，監(jiān)測(cè)其在負(fù)載上放電電流的峰值衰減20%，放電周期延展25%。連接導(dǎo)線越長(zhǎng)，損耗在回路上的能量越大。

現(xiàn)有的沖擊片起爆系統(tǒng)中，沖擊片雷管與電容放電單元中的高壓電容器、高壓開(kāi)關(guān)（真空火花隙開(kāi)關(guān)或半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)nmct）、高壓接插件等器件采用導(dǎo)線簡(jiǎn)單焊接組合，主要存在以下不足：系統(tǒng)體積大，限制了在諸多場(chǎng)合的應(yīng)用；放電回路長(zhǎng)，能量損失較大；放電回路中導(dǎo)線寄生參數(shù)、接插件接觸電阻等參數(shù)存在散布，不利于性能提升；系統(tǒng)焊接工藝性不好，裝配操作環(huán)節(jié)易對(duì)系統(tǒng)可靠性造成影響。

北京理工大學(xué)的李杰等人于2013年申請(qǐng)了一種微小型高壓放電裝置的專利，提出了將高壓電容器制作為環(huán)形，在中間安裝沖擊片雷管、端面布置印制電路板的起爆裝置方案，相對(duì)于一般的沖擊片起爆系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更緊湊。但該裝置本質(zhì)上仍是分立器件的組合，只是做了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，并不能從根本上解決一般沖擊片起爆系統(tǒng)共有的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種集成的沖擊片起爆裝置的技術(shù)方案，該方案在高壓電容器陶瓷外殼基底上依次制作平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔、飛片層、加速膛，而后裝藥并采用殼體封裝，形成電容放電單元cdu與沖擊片雷管高度集成的一體化沖擊片起爆裝置。

本方案是通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種集成的沖擊片起爆裝置，包括有高壓電容器、平面高壓開(kāi)關(guān)、爆炸箔層、飛片層、加速膛、藥柱和殼體；高壓電容器下方設(shè)置有平面高壓開(kāi)關(guān)；平面高壓開(kāi)關(guān)的下方設(shè)置有爆炸箔層；爆炸箔層的下方設(shè)置有飛片層；飛片層的下方設(shè)置有加速膛；加速膛的下方設(shè)置有藥柱；殼體將所有上述部件封裝在內(nèi)；高壓電容器的兩級(jí)引出在殼體外部；平面高壓開(kāi)關(guān)的觸發(fā)極引出在殼體外部。

作為本方案的優(yōu)選：加速膛為中部設(shè)置有通孔的實(shí)心結(jié)構(gòu)。

作為本方案的優(yōu)選：平面高壓開(kāi)關(guān)和爆炸箔層之間設(shè)置有電介質(zhì)層；平面高壓開(kāi)關(guān)、爆炸箔層和電介質(zhì)層三層黏合固定或在電解質(zhì)層的正反別分別濺射爆炸箔層和金屬層。

作為本方案的優(yōu)選：平面高壓開(kāi)關(guān)為在金屬箔上蝕刻的電路。

本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中在高壓電容器陶瓷外殼基底上依次制作平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔、飛片層、加速膛，而后裝藥并采用殼體封裝，形成電容放電單元cdu與沖擊片雷管高度集成的一體化沖擊片起爆裝置。采用平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔集成技術(shù)，系統(tǒng)中不需要使用印制電路板、硅橡膠導(dǎo)線和接插件（一般的沖擊片起爆系統(tǒng)中必備上述零部件），實(shí)現(xiàn)一體化沖擊片起爆裝置，可大幅減小系統(tǒng)體積；相對(duì)傳統(tǒng)放電回路采用導(dǎo)線、接插件的連接方式，可大大減小放電時(shí)回路中的能量損失，同時(shí)可避免接插件接觸電阻散布帶來(lái)的放電性能影響；集成封裝，有利于實(shí)現(xiàn)可靠性與通用化性能的提升；放電回路面積小，可采用金屬外殼，高壓放電時(shí)對(duì)其他電路的電磁干擾小。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1仰視圖。

圖3為平面高壓觸發(fā)開(kāi)關(guān)與爆炸箔層的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4為平面高壓觸發(fā)開(kāi)關(guān)與爆炸箔層的剖視圖。

圖中，1為引出電極，2為平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔層，3為飛片層，4為加速膛，5為藥柱，6為高壓電容器，7為殼體，8為高壓電容器，9為微爆炸橋箔，10為觸發(fā)極焊盤(pán)，11為爆炸橋箔，12為金屬層，13為電介質(zhì)層，14為爆炸箔層。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書(shū)（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖所示，本方案包括引出電極1、平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔層2、飛片層3、加速膛4、藥柱5、高壓電容器6和殼體7。

引出電極1共有四根，一組高壓電極和地，一組觸發(fā)電極和地，如圖2所示。高壓電極和地從高壓電容兩端引出，觸發(fā)極和地從平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔層2的觸發(fā)極兩端引出。

平面高壓開(kāi)關(guān)和爆炸箔層2的示意圖和剖視圖見(jiàn)圖3和圖4。如圖4所示，平面高壓開(kāi)關(guān)和爆炸箔層由三層材料組成，分別為金屬層12、電介質(zhì)層13及爆炸箔層14。金屬層12可采用10μm以下厚度的銅箔，通過(guò)蝕刻工藝在上面制作出觸發(fā)極焊盤(pán)10及微爆炸橋箔9。電介質(zhì)層13可采用聚酰亞胺薄膜或熱塑性parylene材料。爆炸箔層14采用10μm左右厚度的銅箔，通過(guò)顯影、曝光、蝕刻，在其上制作出爆炸橋箔11。金屬層12、電介質(zhì)層13及爆炸箔層14采用粘接膠加壓粘合。在觸發(fā)極10的兩端施加一個(gè)低壓觸發(fā)電平時(shí)，微爆炸箔9爆炸產(chǎn)生高密度帶電粒子使得爆炸箔11的高壓導(dǎo)通，繼而爆炸產(chǎn)生大量高溫、高壓等離子體，剪切飛片層3產(chǎn)生飛片并驅(qū)動(dòng)飛片經(jīng)過(guò)加速膛4撞擊藥柱5。平面高壓開(kāi)關(guān)和爆炸箔層也可采用在電介質(zhì)材料正反面濺射金屬層，再通過(guò)蝕刻工藝制作獲得。

圖1中飛片層3可采用10μm-90μm聚酰亞胺薄膜，粘接到爆炸箔層。加速膛4采用聚酰亞胺層加半固化膠層通過(guò)鉆孔加工出加速膛孔，同時(shí)利用其半固化膠層與飛片層3加壓粘接。通過(guò)殼體7將上述零部件1-6進(jìn)行整體封裝。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種集成的沖擊片起爆裝置，該方案包括有高壓電容器、平面高壓開(kāi)關(guān)、爆炸箔層、飛片層、加速膛、藥柱和殼體；高壓電容器下方設(shè)置有平面高壓開(kāi)關(guān)；平面高壓開(kāi)關(guān)的下方設(shè)置有爆炸箔層；爆炸箔層的下方設(shè)置有飛片層；飛片層的下方設(shè)置有加速膛；加速膛的下方設(shè)置有藥柱；殼體將所有上述部件封裝在內(nèi)；高壓電容器的兩級(jí)引出在殼體外部；平面高壓開(kāi)關(guān)的觸發(fā)極引出在殼體外部。該方案在高壓電容器陶瓷外殼基底上依次制作平面高壓開(kāi)關(guān)與爆炸箔、飛片層、加速膛，而后裝藥并采用殼體封裝，形成電容放電單元CDU與沖擊片雷管高度集成的一體化沖擊片起爆裝置。

技術(shù)研發(fā)人員：沈德璋;葉海福;李中云;劉煒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.29
技術(shù)公布日：2017.08.25