专利名称:防护控制盒的制作方法
技术领域:
防护控制盒技术领域[0001]本实用新型涉及一种可安装在坦克、装甲战车动力仓内的防护控制盒。
技术背景[0002]现代坦克和装甲运输车的发动机和传动系统安装在体积很小的装甲舱里,燃料箱紧临发动机,因此由发动机系统引起火灾的危险性很大,如果火灾发生而不能迅速有效的扑灭,将直接造成坦克失去动力而丧失战斗力。由于发动机和传动系统过热,加之燃料溢出这种现象经常出现,因此动力室自动灭火系统被认为是现代装甲车辆必备的重要系统。[0003]现有装甲战车动力舱自动灭火装置通常由火焰探测器、控制盒及灭火瓶组成。坦克装甲车辆具有得天独厚的密封车体。在残酷的战场环境下,当车辆中弹时,毒性物质来自爆炸物后的产物、燃烧的产物及热分解产物。爆炸产生的毒性物质取决于来袭弹药的性质, 燃烧和热分解产生的毒性物质的多少则取决于感受穿透射流的敏感速度和灭火的持续时间。实验证明,如果在130毫秒内扑灭坦克内的各种火灾,就能够避免各种油气混合物的爆炸。80年代初,我国引进了“SAFE”系统,该系统由6个光学探测器、控制盒、4个灭火瓶、紧急开关和电缆组成。其工作方式如下当光学探测器根据油料燃烧或金属射流等发出的火光,在极短的时间内探测出火源,并转换相应的电信号送入控制盒,控制盒根据接收到的火情报警,判断是一般火警还是爆炸火警,同时发出相应指令启动12个灭火瓶喷射灭火剂, 喷一瓶进行灭火、喷二瓶进行抑爆。[0004]目前上海一家研究所生产的三防灭火控制盒,采用的主要结构是极化继电器和电磁继电器组成的检测和控制电路。极化继电器是永磁极化磁场与控制线圈电流磁场综合作用而动作的电磁继电器,它的作用是感受火焰传感器发出的电流信号,当电流信号达到一个预定值时,极化继电器就动作,它的一组常开接点就吸合,从而给控制电路提供电源,控制电路动作,进行灭火和一系列动作。由于装甲车辆的电磁干扰及电源系统的不稳定,这种采用极化继电器来感受火警信号的三防灭火控制盒,容易在没有着火的情况下出现误动作,产生灭火瓶误爆。这是我国现在动力室灭火系统存在的最大问题。发明内容[0005]本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的不足之处,提供一种能够有效辨别火焰感受器是火警信号还是干扰信号,能够提高抗干扰能力和避免误动作发生灭火瓶误爆,运行可靠的防护控制盒。[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型提供的一种防护控制盒,包括,感受火焰传感和采集火焰感受器火警信号的信号检测电路,电连接信号检测电路的电源控制电路和灭火控制电路,其特征在于,所述的信号检测电路含有多路信号采集电路,该多路信号采集电路通过射极跟随电路连接单片机处理电路闭环回路,在射极跟随电路和单片机处理电路之间还并联有实时监测单片机系统运行状态的看门狗电路。[0007]本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。[0008]本实用新型通过单片机处理电路软件程序部件的控制和线路处理,能够有效地通过信号检测电路和单片机处理电路检测、判断、辨别火焰感受器是火警信号还是干扰信号, 能够提高抗干扰能力和避免误动作发生灭火瓶误爆,可靠地进行灭火处理。在自动状态下, 当系统已成功启爆前面的灭火瓶而仍存在火警时,可以自动启爆后面的灭火瓶进行增援。 在手动方式下,可通过按下灭火瓶1或按下灭火瓶2,立即启动灭火瓶进行灭火,控制左右步兵室排气风门电磁铁、百叶窗电磁铁工作、停车(发动机熄火)实现自动灭火。
[0009]图1是本实用新型防护控制盒结构原理框图。[0010]图2是本实用新型的信号检测电路原理框图。[0011]图3是本实用新型的看门狗硬件电路。[0012]图4是本实用新型的控制线路原理图。
具体实施方式
[0013]在图1中,连接火焰感受传感器的火警信号检测电路通过电源控制电路连接电源和灭火控制电路。连接电源的手动灭火开关连接灭火控制电路。与手动灭火开关并联的三防开关连接三防控制电路。三防控制电路连接滤毒缸电磁铁,连接百叶窗电磁铁、停车电磁铁;灭火控制电路连接并控制第一瓶灭火电爆管、第二瓶灭火电爆管和左右步兵室排气风门电磁铁、百叶窗电磁铁、停车电磁铁。[0014]信号检测电路含有单片机处理电路和与火焰感受传感器数量对应一致设置的多路信号采集电路,信号采集电路通过射极跟随电路连接单片机处理电路。在单片机处理电路内含有与信号采集电路相同路数的信号采集通道和循环采集各通道信号,启动灭火继电器和控制排气风门电磁铁、百叶窗电磁铁、停车电磁铁工作的程序部件。火警信号检测电路通过单片机处理电路内含的程序部件检测来自火焰感受传感器的电压信号。由于火焰感受传感器传送出来的电压信号非常低,容易和干扰信号混淆,因此火警信号检测电路就必须准确的判断出接收到的信号是火警信号还是干扰信号。当信号检测电路判断出是火警信号时,就控制电源控制电路,接通电源开关,给灭火控制电路供电,启动灭火控制电路自动灭火。灭火控制电路首先控制第一瓶灭火电爆管启动,打开第一瓶灭火瓶进行火,然后启动左右步兵室排气风门电磁铁、百叶窗电磁铁、停车电磁铁工作。在打开第一瓶灭火瓶后15秒, 火警信号检测电路仍检测得到火警信号,这时会自动启爆第二瓶灭火瓶进行灭火。无论火警信号是否存在,只要手动按下第一瓶灭火按钮或第二瓶的灭火按钮开关,通过灭火控制电路就可以启爆灭火瓶灭火,启动左右步兵室排气风门电磁铁、百叶窗电磁铁、停车电磁铁工作。按下三防控制开关,通过三防控制电路,可以启动滤毒缸电磁铁、百叶窗电磁铁、停车电磁铁工作。[0015]在图2中,信号检测电路含有的四路信号采集电路,四路信号采集电路分别由四路线路相同的信号采集电路组成。四路信号采集电路通过射极跟随电路连接单片机处理电路闭环回路,硬件看门狗电路连接射极跟随电路和单片机处理电路。信号采集电路由电阻和电容组成,可以对采集来的信号进行滤波处理。四路信号采集电路输出的电压分别给射极跟随电路,射极跟随电路由一个四路运放电路LM2M和四个IOu的电容组成。射极跟随电路输出的四路信号输入单片机。单片机处理电路是该电路的核心。单片机可以选用 MICROCHIP公司的PIC16系列,其中PIC12F688单片机通过内部的模数转换电路实时循环采集来自火焰感受器的4路输入信号,如果在3秒内单片机采集到的任何一路信号电压的幅度都大于动作电压时,那么单片机将立即输出灭火信号,启动控制电路控制灭火。如果在3 秒内单片机采集到的任何一路信号电压的幅度都大于动作电压时,那么单片机将立即输出灭火信号,启动控制电路控制灭火。[0016]该PIC12F688单片机具有较强的抗干扰能力,适合环境比较恶劣的场合。 PIC12F688单片机8、9、10、11脚作为采集信号的输入端,射极跟随电路输出的四路输出信号连接到8、9、10、11脚,5、6脚作为信号的输出端,连接到电源控制电路,进行自动灭火的控制。[0017]通常车辆上安装有多少个火焰感受传感器,单片机处理电路就需设置几路信号采集电路和相同路数的采集通道。单片机处理电路循环采集四个通道的信号,提供一个判断标准电压,判断是否大于启动电压,通过动作计数器加或清零,判断四个动作计数器是否大于设定值,产生启动电压和停止电压。只要有任一路火警信号被采集到,就立刻启动灭火继电器1,控制第一瓶灭火瓶启动灭火,并同时开始计时。当计时器达到一个设定值,而火警信号依然存在时,就启动灭火继电器2,控制第二瓶灭火瓶启动灭火。对于火警信号还是干扰信号的判断是通过单片机处理电路来处理的。由于火警信号是一个连续的信号,而干扰信号是瞬时和无规律的,当采集到的信号在一定时间内一直存在,即动作计数器计到某个设定值采集的信号一直大于启动电压时,这个信号就被判断为火警信号。[0018]图3描述了硬件看门狗电路原理。看门狗硬件电路可便于根据实际情况调节,给单片机提供启动电压。上述单片机处理电路可以连接有实时监测单片机系统运行状态的硬件看门狗电路。看门狗电路中的两个三五定时器U5、U6可以是型号为NE555芯片,它们输出端分别通过并联电阻R11、R12和电阻并联R13、R14及电连接三极管Q4基极的电阻R15, 分别通过NE555芯片脚5连接,电容C20、C22,分别通过NE555芯片脚4连接电容C19、三极管Q2,并联回路和电容C21、三极管Q4并联回路和分别连接NE555芯片输入端脚3的三极管Ql、Q3构成两路定时脉冲发生器。正常情况下,单片机系统输出复位脉冲信号到三极管Q2和Q4的基极,监测电路处于复位状态,三五定时器U5和U6的脚3输出高电平。当单片机系统受干扰出现异常情况时,则不能输出复位脉冲信号到三极管Q2和Q4的基极,此时监测电路开始工作,经过一定的延时后,三五定时器U5或TO的脚3转为低电平,这将导致单片机系统立刻重新启动。当单片机系统正常运行后,监测电路又处于复位状态。在出现异常情况导致单片机内部看门狗电路失效时,立刻重新启动单片机系统,同时给单片机提供启动电压的标准。[0019]参阅图4。控制电路主要采用了若干个继电器组成,分别实现灭火、控制左右步兵室排气风门电磁铁工作,停车电磁铁工作(发动机熄火),百叶窗电磁铁工作等一系列动作。[0020]手动灭火工作原理[0021]按下外部的灭火按钮,通过按钮接点接至E^V电源,使电爆管电爆丝接正^V电源通电爆破,打开灭火瓶喷药灭火。同时电爆丝被烧断,继电器J3绕组由于第一瓶电爆丝烧断,接地点断开无电流而释放。继电器J3断开,继电器J4控制绕组也由于继电器J3断开,接地点断路而释放,继电器J4的触顶K2断开,继电器J4的触点Kl恢复闭合。按钮的另一触点通过电连接器接至正26V电源,继电器J8吸合,继电器J8的触点K闭合。停车电磁铁通过继电器J8触点K接正2明电源通电工作,使发动机熄火。通过继电器J8的常开点和继电器J12使左右风门电磁铁通电工作,从而控制了左右步兵室排气风扇[0022]停止运转。[0023]自动灭火工作原理[0024]当有火警发生时,信号检测电路一旦检测到火焰感受器的火警信号,便立即将^V 电源通过电连接器加至继电器J5控制绕组,继电器J5触点K闭合。正26V电压通过继电器 J5触点K1、继电器J4触点Kl闭合的常开接点,给电爆管加正26N电压,电爆丝通电爆破, 电爆丝被烧断,继电器J3断电释放,继电器J3触点K断开。虽然继电器J3触点K断开,由于此时继电器J5吸合继电器J5触点K2闭合接通,继电器J4仍然维持通电吸合状态。[0025]由于有火警信号,继电器J7控制绕组加正^V电压吸合,继电器J7常闭接点断开,常开接点闭合,继电器J8通过百叶窗手动常闭开关接正^V电源通电吸合,继电器J8 触点K闭合,停车电磁铁通电工作(发动机熄火),百叶窗电磁铁工作(百叶窗关闭)。通过继电器J12使左右风门电磁铁工作,控制了左右步兵室风扇停止运转。[0026]防原子、防化学控制原理[0027]按防化学按钮按下防化学按钮,通过电连接器使继电器J12工作,继电器J12触点K2的两组常闭接点同时断开,两组常开接点同时接至正电源,使左右风门电磁铁不受继电器J8K控制而通电启动,控制左右步兵室风扇停止运转,使滤毒缸电磁铁通电工作。[0028]按防原子按钮按下防原子按钮,通过电连接器使继电器J12工作,原理与防化学按钮的情况完全一样。同时,启动继电器J7工作,继电器J7触点K控制继电器J8触点K吸合启动停车电磁铁使发动机熄火,启动百叶窗电磁铁使百叶窗关闭。由于继电器J8触点K 接通正^V电源,使继电器J12触点K2的两组常闭接点也接正电源,使左右风门电磁铁通电工作,控制左右步兵室风扇停止运转。[0029]由于通过电连接器接正26V电源,继电器J9、继电器Jl 1吸合,继电器Jl 1触点K闭合使自锁在正26V电压,按钮放开仍维持在工作状态,要停止工作,必须断开防原子开关。
权利要求1.一种防护控制盒,包括,感受火焰传感和采集火焰感受器火警信号的信号检测电路,电连接信号检测电路的电源控制电路和灭火控制电路,其特征在于,所述的信号检测电路含有多路信号采集电路,该多路信号采集电路通过射极跟随电路连接单片机处理电路闭环回路,在射极跟随电路和单片机处理电路之间还并联有实时监测单片机系统运行状态的看门狗电路。
2.根据权利要求1所述的防护控制盒,其特征在于,连接火焰感受传感器的火警信号检测电路通过电源控制电路连接电源和灭火控制电路。
3.根据权利要求1或2所述的防护控制盒,其特征在于,所述射极跟随电路由一个四路运放电路LM2M和四个IOu的电容组成。
4.根据权利要求1所述的防护控制盒,其特征在于,所述的信号采集电路分别由至少四路线路相同的信号采集电路组成。
5.根据权利要求1所述的防护控制盒,其特征在于,车辆上安装有多少个火焰感受传感器,单片机处理电路就需设置几路信号采集电路和相同路数的采集通道。
6.根据权利要求1所述的防护控制盒,其特征在于,看门狗电路中的两个三五定时器的输出端分别通过并联电阻Rll、R12和电阻并联R13、R14及电连接三极管Q4基极的电阻R15,分别通过NE555芯片连接电容C20、C22,分别通过NE555芯片连接电容C19、三极管Q2并联回路和电容C21、三极管Q4并联回路和分别连接NE555芯片输入端的三极管Ql、Q3构成两路定时脉冲发生器。
专利摘要本实用新型公开的一种防护控制盒,包括,感受火焰传感和采集火焰感受器火警信号的信号检测电路,电连接信号检测电路的电源控制电路和灭火控制电路,所述的信号检测电路含有多路信号采集电路,该多路信号采集电路通过射极跟随电路连接单片机处理电路闭环回路,在射极跟随电路和单片机处理电路之间还并联有实时监测单片机系统运行状态的看门狗电路。本实用新型通过单片机处理电路的控制和线路处理,能够有效地通过信号检测电路和单片机处理电路检测、判断、辨别火焰感受器是火警信号还是干扰信号,能够提高抗干扰能力和避免误动作发生灭火瓶误爆,可靠地进行灭火处理。
文档编号A62C37/00GK202315030SQ20112043912
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者白文莉 申请人:四川海天仪表电器开发有限公司