способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса
Классы МПК: | F42B3/12 мостиковые инициирующие устройства |
Автор(ы): | Белявский А.Г. |
Патентообладатель(и): | Белявский Анатолий Геннадьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-08-27 публикация патента:
27.02.1999 |
Изобретение относится к области испытаний инициирующих устройств для подрыва зарядов. Технический результат - повышение точности измерений. Технический результат достигается за счет того, что при испытаниях на мостиковое средство инициирования (МСИ) воздействуют импульсом тока с передним экспоненциальным фронтом с постоянной времени, равной 1/3 времени нарастания экспоненты до значения, равного заданному значению тока срабатывания испытуемого МCИ. 1 табл., 1 ил.
Формула изобретения
Способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, включающий воздействие на мостиковое средство инициирования (МСИ) импульсом тока с нарастающим во времени передним фронтом и определение момента срабатывания МСИ, отличающийся тем, что передний фронт импульса тока формируют по экспоненциальному закону с постоянной времени, равной 1/3 времени нарастания экспоненты до значения, равного заданному значению тока срабатывания испытуемого МСИ.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу испытания мостиковых средств инициирования, далее МСИ, на чувствительность к воздействию электрического импульса тока, под которым понимается джоулево тепло, выделившееся в мостике за время протекания по нему электрического тока, и обычно записывается в виде a2t, где a - ток, а t - время его протекания. Поскольку средства инициирования являются одноразовыми элементами, то заключение о надежности конкретного МСИ дается после набора статистических данных о работе многих тысяч МСИ. Известнo несколько способов определения чувствительности МСИ. Конденсаторный метод. Конденсатор заряжают до заранее известного минимального напряжения, при котором данное МСИ не сработает, а затем постепенно в каждом акте разряда конденсатора на МСИ напряжение на конденсаторе повышается, и так до срабатывания МСИ. Обычно в производстве для конкретных МСИ известны нижний и верхний пределы чувствительности, поэтому шаг квантования принимают равным 4 - 5% от ширины по току (напряжению) от нижнего до верхнего пределов чувствительности, т.е. срабатывание нормального МСИ должно произойти не более чем на 25-м разряде. Это трудоемкий способ испытания, а главное, ему присуще так называемое "явление наклепа", т.е. каждый импульс тока несрабатывания вносит определенные изменения внутри МСИ. Время-импульсный метод. Здесь воздействуют импульсом прямоугольной формы, у которого переменной величиной (регулируемой) могут быть амплитуда, либо длительность. Методически в нем все так же, как в конденсаторном, включая и недостатки. Наиболее совершенным способом испытания МСИ является способ, описанный в патенте США N 3.931.739, кл. 73-398 С, 1975, в котором на МСИ воздействуют током линейно-возрастающим во времени. Импульс тока в этом случае описывается следующим отношениемK = (At)2dt
или
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-2t.gif)
где K - импульс тока, a2t;
A - крутизна тока, а/с;
tср - время срабатывания МСИ, с. В этом способе испытаний нет явления "наклепа", однако кубическая зависимость нарастания импульса тока крайне неравномерно распределяет моменты срабатывания МСИ и требует высокой разрешающей способности измерительной аппаратуры. Для наглядности лучше привести пример. Примем электровоспламенитель со следующими параметрами:
Сопротивление мостика, Ом - 2 - 4
Нижний предел чувствительности, а2с - 0,06
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
Верхний предел чувствительности, а2с - 0,25
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
Безотказный ток срабатывания при длительности импульса 10
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
Тогда из формулы (I) получим соотношения длительности импульса срабатывания tи испытуемых МСИ
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-3t.gif)
Отношение
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-4t.gif)
При этом "плотность" (частость) срабатывания МСИ будет смещена в сторону роста импульса тока из-за его кубической зависимости. Задача, решаемая изобретением, - повышение точности измерений. Поставленная задача решается за счет того, что в способе испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, включающего воздействие на мостиковое средство инициирования (МСИ) импульсом тока во времени передним фронтом и определение момента срабатывания МСИ, передний фронт импульса тока формируют по экспоненциальному закону с постоянной времени, равной 1/3 от времени нарастания экспоненты до значения, равного заданному значению тока срабатывания испытуемого МСИ. Форма тока в этом случае описывается известным соотношением (2)
I = Io(1-e-t/
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/964.gif)
где I - текущее значение тока;
I0 - установившееся значение тока;
t - текущее время;
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/964.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-5t.gif)
или
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-6t.gif)
К сожалению, этот интеграл решается только численно. Для принятого примера установим для линейно-возрастающего тока крутизну тока из следующих соображений. По действующим ТУ длительность импульса прямоугольной формы равна 10
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-7t.gif)
Для упрощения расчета примем крутизну тока 90 а/с. Исходя из тех же соображений определим постоянную времени импульса экспоненциальной формы, чтобы за время действия импульса, например длительностью t = 3
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/964.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/fullimg2/rupat3/19993/005.dwl/2126947-8t.gif)
Результаты расчетов, приведенных в таблице, представлены на чертеже. По уровням Kнпч и Kвпч получим время рассеивания моментов срабатывания для импульса с линейным возрастанием тока 3,8
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/183.gif)
![способ испытаний мостикового средства инициирования на чувствительность к воздействию электрического импульса, патент № 2126947](http://www.fips.ru/chr/8776.gif)
Класс F42B3/12 мостиковые инициирующие устройства