ИМИТАТОР ПИРОЭНЕРГОДАТЧИКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Полезная модель относится к испытательной технике и может использоваться для испытаний или диагностики электрических цепей в боеприпасах, агрегатах ракетно-космической техники и др.
Известны пироэнергодатчик-обтюратор (ПДО) (патент RU 2088886, МПК F42B 3/12, оп. 27.08.1997), а также модифицированный пироэнергодатчик-обтюратор (МПДО) (ВШДИ. 771931.000 РЭ), которые состоят из контактной части и корпуса в сборе. Контактная часть состоит из корпуса (гильза), в который вклеена цельнопрессованная изоляционная колодочка с четырьмя проводниками.
Между каждой парой проводников напаяны мостики накаливания. В изоляционной колодочке предусмотрена выемка, в которую запрессован инициирующий заряд. Металлический корпус в сборе содержит обтюрирующий конус, движение которого ограничено колосниковой решеткой. В гнездо решетки помещена защитная прокладка, на которую запрессован передаточный заряд обтюрации. Запрессованный, на колосниковую решетку, передаточный заряд закрыт колпачком с пиротехническим зарядом, который поджат форсажной втулкой. Втулка обеспечивает стабилизацию процесса горения состава и развиваемого давления.
Недостаток: при пропускании тока гарантированного срабатывания, равного 1,0 А (для ПДО) и 1,5 А (для МПДО), мостики накаливания перегорают, что не позволяет использовать изделие повторно.
Ближайший аналог патентуемого устройства не обнаружен среди опубликованных источников. Не обнаружено имитатора, дублирующего физические и электрические характеристики пироэнергодатчика.
Техническая задача, поставленная перед авторами, заключается в создании имитатора пироэнергодатчика для использования при диагностике электрических цепей, упрощенной конструкции без передаточного и пиротехнического заряда, позволяющего имитировать электрические характеристики ПДО и МПДО, с сохранением цепей после многократного прохождения по ним тока инициирования, обеспечивающего габаритные и присоединительные размеры пироэнергодатчика и повышающего безопасность.
Техническая задача решается имитатором пироэнергодатчика для использования при диагностике электрических цепей, который представляет собой корпус и скрепленную с ним контактную часть, содержащую колодочку из изоляционного материала с проходящими через нее проводниками, первый и второй непроволочные безвыводные резисторы, соединяющие попарно проводники, а также заглушку с глухим торцем и раструбом цилиндроконической формы, установленную в углубление торцевой части корпуса.
Патентуемое техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан имитатор пироэнергодатчика в продольном сечении;
на фиг. 2 - контактная часть в продольном сечении;
на фиг. 3 - расположение проводников контактной части;
на фиг. 4 - схема подключения аппаратуры «Нейва 10000» и персонального компьютера для испытания имитатора пироэнергодатчика;
на фиг. 5 - результаты измерения характеристик работоспособности резистора Р1-12 (ток 1,5 А);
на фиг. 6 - результаты измерения характеристик работоспособности резистора Р1-12 (ток 3,0 А);
на фиг. 7 - схема проверки электрической прочности изоляции (между токоведущими цепями и корпусом изделия).
На фиг. 1, 2, 5 приняты обозначения:
1 - проводник;
2 - гильза;
3 - корпус;
4 - заглушка;
5 - колодочка;
6 - резистор;
7 - имитатор пироэнергодатчика;
R - сопротивление;
Тр - транзистор;
V - вольтметр.
Пример конкретного выполнения
Имитатор пироэнергодатчика содержит корпус 3 и контактную часть, закрепленную в углублении на торцевой части корпуса 3. Контактная часть (фиг. 2) включает вклеенную в гильзу 2 цельнопрессованную изоляционную колодочку 5 с четырьмя проводниками 1, проходящими через нее. С противоположной стороны корпуса 3 выполнено углубление высотой 12,5 мм, в котором установлена заглушка, с глухим торцем толщиной 2,5 мм и раструбом цилиндроконической формы. Цилиндрическая часть раструба имеет диаметр 0,5-0,65 диаметра глухого торца.
Использование заглушки 4 с глухим торцем и углублением вместо форсажной втулки имитирует массогабаритные размеры фактического пироэнергодатчика. Ввернутая в корпус 3 и залитая компаундом, она обеспечивает герметичность устройства. Конструкция заглушки 4 максимально повторяет конструкцию форсажной втулки пироэнергодатчика, что минимизирует количество новых технологических операций при производстве полезной модели.
Измененная конструкция мостиков (из резисторов) позволяет им выдерживать ток в 3 А; так как резисторы сохраняют свою целостность, изделие может быть использовано многократно. Отсутствие таких деталей как конус обтюрирующий, решетка колосниковая и кружок упрощает конструкцию (фиг. 1), уменьшает технологические операции, снижает стоимость производства.
Для решения данной задачи подходят типоразмеры резисторов 1206 (Р1-12-0,25-1 Ом ± 5% - М АЛЯР. 434110.005 ТУ) и 1210 (Р1-12-0,33-1 Ом ± 5% - М АЛЯР. 434110.005 ТУ). Продольные и поперечные размеры этих резисторов составляют 3,2×1,6 мм для 1206 и 3,2×2,5 мм для 1210. Это обеспечивает возможность их установки в корпус без дополнительных изменений конструкции гильзы. Номинальная мощность рассеивания W резисторов данных типоразмеров составляет 0,25 Вт и 0,33 Вт соответственно. Предельное рабочее напряжение для данных резисторов U=200 В.
Согласно конструкторской документации изделий ПДО и МПДО, расстояние между проводниками 1, на которые идет пайка резисторов 6 составляет 3,5 мм (фиг. 3). Данные резисторы имеют различные варианты типоразмеров, отличающихся габаритами и номинальной мощностью рассеивания.
В ВШДИ. 771931.000 ТУ указано, что гарантированный ток срабатывания для МПДО составляет I=1,5 А в температурном интервале от +60°С до -60°С. Таким образом, требуемая мощность резистора должна составлять:
Несмотря на то, что требуемая мощность превосходит номинальную мощность рассеивания, режим работы проектируемого изделия не является непрерывным.
Для оценки возможности использования данного типа резисторов были проведены серии испытаний. В испытаниях был использован постоянный непроволочный безвыводной резистор общего применения Р1-12 типоразмера 1206, сопротивлением 1 Ом.
Работа устройства
Использование имитатора 7 заключается в том, чтобы выполнять функции пироэнергодатчика при испытаниях в составе электрической цепи с сохранением электрических характеристик и цепей резисторов после многократного прохождения по ним электрического тока (фиг. 4, фиг. 7).
Имитатор подключается к измерительной аппаратуре. В качестве средства измерения использовалась измерительная машина «НЕЙВА 10000». Через проводник на резистор, сопротивлением 1 Ом и номинальной мощностью 0,25 Вт подавался ток силой 1,5 А и длительностью 100 мс (фиг. 4). В измерительной машине «НЕЙВА 10000» присутствует пьезодатчик. При подаче тока на пьезодатчик измерительная машина рисует кривую давления. В том случае, если кривая давления пропорциональна заданному импульсу тока - система работает штатно. Количество циклов подачи тока задается согласно техническим требованиям. На фиг. 5 показано измерение характеристик работоспособности резистора после сотого пропускания тока. Видно отсутствие затухания импульса в рабочей зоне от 0 до 100 мс, что говорит о штатной работе изделия. Затем, серия испытаний была повторена для тока 3 А. На фиг. 6 показано измерение работоспособности резистора после сотого пропускания тока.
Отсутствие затухания импульса показывает, что резистор способен выдерживать силу тока, равную 3 А, многократно.
Проверка безопасности имитатора проводится путем воздействия переменного тока с частотой (50±1) Гц напряжением (500±25) В в течение 1 мин., приложенного между токоведущими цепями и корпусом, в соответствии с ГОСТ В 25612-83 (фиг. 7). Проверку проводят между токоведущими цепями, электрически не связанными между собой (т.е. между резисторами), а также между закороченными токоведущими цепями и корпусом.
Проверка проводилась на партии имитаторов в количестве 100 шт. после подачи тока напряжение измерялось мегаомметром ГОСТ 23706-93. Утечки тока не обнаружено, что подтверждает безопасность работы имитатора.
Заявленная полезная модель соответствует критериям «новизна» и «промышленная применимость». Обеспечивает имитацию массогабаритных и электрических характеристик пироэнергодатчика по патенту RU 2088886, который используется для воспламенения топлив ракетных двигателей и приведения в действие агрегатов пироавтоматики ракетно-космической техники.