一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，包括控制电路、磁阻传感器、MOEMS光开关装置和激光起爆装置，MOEMS光开关装置上设计有输入光纤、输出光纤、可动式微镜、两个电热保险机构、电热驱动机构，利用输入光纤，输出光纤和可动式微镜共同构成的侧壁反射光路的通断控制激光进入激光起爆装置，从而实现控制引信起爆的功能。本发明专利技术要解决的技术问题为：实现弹药引信微小型化和激光起爆功能，具有以下优点：(1)结构尺寸小；(2)抗电磁干扰能力强；(3)抗过载能力强；(4)采用双电热保险机构，达到力矩平衡，系统稳定度好；(5)激光起爆装置可靠度高。爆装置可靠度高。爆装置可靠度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统


[0001]本专利技术涉及一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，属于引信安全系统


技术介绍

[0002]由于电子元器件及电子电路在引信全电子安全系统中的大量应用，全电子安全系统在实际使用过程中易受到外界电磁干扰。根据过程能量不相容原则，可在干扰能量传输途径中引入机电转换、光电转换和光纤传输等环节，提高全电子安全系统的电磁兼容性。微光机电系统(MOEMS)为引信全电子安全系统引入机电转换和光电转换等环节提供了一条重要的技术途径，它能将微尺度的机械、光学以及其他一些器件与微电子电路集成在一起完成传感、信号处理、计算和执行等功能。基于MOEMS技术的器件具有体积小、重量轻、功能全、抗过载能力强和批量生产成本低等特点，在引信中有较好的应用前景。
[0003]传统引信一般采用机械发火、电发火和化学发火三种方式引爆引信中的第一级火工品，其中机械发火有针刺发火、撞击发火等方式。机械发火装置结构尺寸大，难以实现向微小型化发展；电发火是利用电点火头或电雷管发火，电发火方式容易受战场电磁环境干扰，存在安全隐患。化学发火方式利用两种或两种以上的化学物质接触时，发生强烈化学反应时产生的热量使火工品发火，一般应用于航空炸弹和地雷引信中，应用范围有限，也存在难以实现微小型化的问题。因此探索发现可用于引信的新型起爆方式是引信发展创新的一个重要途径。
[0004]目前新型起爆方式主要包括爆炸箔冲击飞片起爆、半导体冲击片起爆、激光起爆等，其中激光起爆具有抗干扰能力强、可靠性高、结构简单且与 MOEMS技术适配性好等突出优点。目前，釆用激光起爆技术完成火工品的起爆主要有种方式：激光直接点火、激光驱动飞片和激光快速加热与火工品接触的薄膜引爆火工品，其中激光直接点火技术较为成熟。激光直接点火的原理有热机理、光化学机理、电离机理等多种解释，一般认为热机理起到主要作用，炸药在高功率密度激光的照射下，发生分解反应，反应过程中释放大量的热，进一步加快反应，形成高温高压，当温度达到炸药起火或起爆温度，即发生燃烧或爆炸。
[0005]相较于传统起爆技术，激光起爆技术抗干扰能力强、可靠性高、容易实现微小型化，具有较为明显的优势。文献指出，将激光起爆技术应用到引信中，可以使引信可靠性提高5倍～10倍，体积减小1～2个数量级。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术公开一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，要解决的技术问题为：实现弹药引信微小型化和激光起爆功能，将 MOEMS技术引入引信全电子安全系统中，利用机电转换、光电转换和光纤传输等方法提高引信的抗干扰能力，利用激光起爆装置引爆战斗部装药，实现弹药引信小型化和提高抗干扰能力的目标。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术公开一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，包括控制电路、磁阻传感器、MOEMS光开关装置和激光起爆装置。由于金属炮管的磁屏蔽作用，地磁场强度值在弹丸从膛内到出炮口有一幅值跃迁，当弹药处于空中发射状态时，地磁场强度从膛内到外部环境有较大的变化，利用磁阻传感器监测地磁场变化，当地磁场强度发生变化时，控制电路发出解保信号， MOEMS光开关装置中上电热解保器(4
‑
1)，下电热解保器(4
‑
2)解除保险，电热驱动器(5)推动可动式微镜(3)到达预定位置，使光纤通路导通，激光能量进入所述激光起爆装置，经多级放大产生高爆轰能量，引爆后续战斗部装药。
[0009]优选的，所述的一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，其中中MOEMS光开关装置由输入光纤(1)、输出光纤(2)、可动式微镜(3)、上电热解保器(4
‑
1)、下电热解保器(4
‑
2)、电热驱动器(5)组成；其中输出光纤(2) 与激光起爆装置相连，可动式微镜(3)上设有上保险槽(3
‑
1)、下保险槽(3
‑
2)、上定位槽(3
‑
3)、下定位槽(3
‑
4)和一个驱动槽(3
‑
5)。在弹药处于未发射状态时，上电热解保器(4
‑
1)和下电热解保器(4
‑
2)的悬臂梁分别插入可动式微镜(3) 上的上保险槽(3
‑
1)和下保险槽(3
‑
2)中，可动式微镜(3)处于固定状态；当弹药处于空中发射状态时，磁阻传感器监测到的地磁场强度发生较大变化，控制电路延时并发出解除保险信号后，上电热解保器(4
‑
1)和下电热解保器(4
‑
2)通电受热变形，悬臂梁退出上保险槽(3
‑
1)和下保险槽(3
‑
2)，可动式微镜(3)处于自由状态，同时电热驱动器(5)通电受热变形，推动可动式微镜(3)向前，可动式微镜(3)到位后，上电热解保器(4
‑
1)和下电热解保器(4
‑
2)恢复原状与上定位槽 (3
‑
3)和下定位槽(3
‑
4)相连，可动式微镜(3)被重新固定，输入光纤(1)，输出光纤(2)和可动式微镜(3)共同构成侧壁反射光路，实现光开关的导通。
[0010]优选的，所述的一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，其激光起爆装置如图3所示，由光窗(6)、始发药(7)和扩爆药(8)组成，其中光窗(6)与输出光纤(2)相连，用于提高能量传输效率以及降低输出光纤(2)的损伤；采用掺杂适量碳黑的高氯酸[四氨
·
双(5
‑
硝基四唑)]合钴(Ⅲ)(BNCP)作为激光微起爆的始发药剂，BNCP是一种固体的化学性能优异的新型钝感起爆剂炸药，BNCP自身很难在激光照射下起爆，需要在其中掺杂适量碳黑提高其激光敏感度；采用高能JH
‑
14C作为扩爆药(8)。当激光信号通过光开关后，光窗(6)聚焦激光能量并导入始发药BNCP(7)，始发药BNCP(7)被引爆产生较低爆轰能量，该低爆轰能量被导入扩爆药JH
‑
14C(8)，扩爆药JH
‑
14C(8)被引爆产生较高爆轰能量，用于引爆后续弹药战斗部装药。
[0011]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：(1)现有 MOEMS光开关装置一般采用单保险机构或多种保险机构耦合，在弹药高速旋转过程中，光开关的导通受摩擦力等因素影响，本专利通过采用双电热保险机构，达到整体结构力矩平衡，抵消摩擦力等因素的影响，有效降低弹药高速旋转对引信系统的影响，提高了系统的稳定性；(2)现有传统引信一般采用机械发火、电发火和化学发火三种方式引爆引信中的第一级火工品，存在抗电磁干扰能力差、难以实现微型化、可靠性低等缺点，本专利采用激光起爆装置，在实现起爆系统微型化的同时抗干扰能力强、可靠性高。
附图说明
[0012]图1为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，主要由控制电路、磁阻传感器、MOEMS光开关装置和激光起爆装置组成，其特征在于：利用所述磁阻传感器监测地磁场变化，当地磁场强度发生变化时，所述MOEMS光开关装置中上电热解保器(4
‑
1)，下电热解保器(4
‑
2)解除保险，电热驱动器(5)使光纤通路导通，激光能量进入所述激光起爆装置，经多级放大产生高爆轰能量，引爆后续战斗部装药。2.如权利要求1所述的一种基于MOEMS光开关装置的激光起爆控制系统，所述MOEMS光开关装置主要由输入光纤(1)、输出光纤(2)、可动式微镜(3)、上电热解保器(4
‑
1)、下电热解保器(4
‑
2)、电热驱动器(5)组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代俊，曹骏，谢晋，何涛，熊壮，邵瑞文，华泽，张德，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：