专利名称：一种冰雹撞击试验用控制装置及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对冰雹撞击可靠性试验的冰雹发射的控制装置及其工作方法，也适 用于其他小粒子撞击试验。
背景技术：
冰雹撞击试验目前国内还没有见到相关报道，国外美国有相关的试验标准，但对与冰雹 的发射过程及发射系统没有做详细的阐述和要求。对于国内采用和冰雹撞击试验相同原理开 展的鸟撞试验，其试验的过程和控制均为手工控制， 一般采用破膜式的发射方法。破膜式手 工发射控制的缺点是发射时间无法得到精确控制，每次的发射时间均有较大变化，同时发射 时间无法达到微秒级标准，单次发射准备时间长，对于需要在短时间内(1分钟)连续进行 多次发射试验的冰雹试验，手工发射系统无法做到。
发明内容
本发明的目的是提供一种冰雹试验用控制装置及其工作方法，可以解决现有技术中多次 发射、发射精度和发射时间的问题，实现了短时间内冰雹试验的多次发射要求，并保证了多 次试验发射的一致性、数据的准确性和快速性。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案
一种冰雹撞击试验用控制装置，包括上位机和下位机，所述上位机由LED速度显示器、 第一微处理器、第一控制器、光电隔离器、第一通讯模块、控制阀、开关和增压控制器组成； 所述下位机由第一光电传感器、第二光电传感器、第二微处理器、第二控制器和第二通讯模 块组成；第一控制器的输出端与第一微处理器的输入端连接，第一微处理器的输出端分别与 LED速度显示器、光电隔离器的输入端连接，第一通讯模块与第一微处理器电连接，光电隔 离器的输出端分别与开关和控制阔的输入端连接，开关的输出端与增压控制器的输入端连接； 第二控制输入器、第一光电传感器和第二光电传感器的输出端分别与第二微处理器的输入端 连接，第二微处理器与第二通讯模块电连接，第二通讯模块的输出端与第一通讯模块的输入 端连接。
一种基于本发明的冰雹撞击试验用控制装置的工作方法，包括如下步骤A、 采用第一控制器输入增压信号至第一微处理器，第一微处理器将增压信号经过光电隔 离器发送给开关控制启动增压控制器，启动空气压縮泵增加压力；
B、 当压力到达预订值，采用第一控制器输入发射信号至第一微处理器，第一微处理器 将发射信号经过光电隔离器发送给控制阀启动发射冰雹弹丸；
C、 将冰雹弹丸发射后分别触发第一光电传感器和第二光电传感器得到中断信号发送给 第二微处理器；
E、 采用第二微处理器根据C步所述的中断信号计算出冰雹弹丸的速度信号；
F、 第二微处理器将E步所述的速度信号依次经过第二通讯模块、第一通讯模块发送给 第一微处理器；
G、 第一微处理器将速度信号发送给LED速度显示器，显示冰雹发射速度。 有益效果本发明的冰雹试验用控制装置及其工作方法，与现有技术相比，对于利用高
压气体为驱动动力的气体炮，可以有效减低发射时间，减少人为操作造成的误差，提高系统 的可靠性、准确性；同时可实施连续的发射操作(在一定的时间间隔内，等待气压上升)，该 控制装置的构成原理可以用于其他高压气体类系统的发射与控制。
图l是本发明的结构示意图2是本发明的发射速度与压力的关系图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术特征作进一步的说明-
如图1所示，本发明的冰雹撞击试验用控制装置，包括上位机和下位机，所述上位机由 LED速度显示器、第一微处理器、第一控制器、光电隔离器、第一通讯模块、控制阀、开关 和增压控制器组成；所述下位机由第一光电传感器、第二光电传感器、第二微处理器、第二 控制器和第二通讯模块组成；第一控制器的输出端与第一微处理器的输入端连接，第一微处 理器的输出端分别与LED速度显示器、光电隔离器的输入端连接，第一通讯模块与第一微处 理器电连接，光电隔离器的输出端分别与开关和控制阀的输入端连接，开关的输出端与增压 控制器的输入端连接；第二控制输入器、第一光电传感器和第二光电传感器的输出端分别与 第二微处理器的输入端连接，第二微处理器与第二通讯模块电连接，第二通讯模块的输出端 与第一通讯模块的输入端连接。本发明的冰雹撞击试验用控制装置的工作方法，上位机主要采用第一微处理器控制气泵 产生高压气体，通过控制阀启动发射冰雹弹丸，下位机主要利用光电传感器测出冰雹弹丸的 速度，然后将速度值通过第二微处理器返回给第一微处理器，并显示在LED速度显示器上， 具体包括如下步骤
A、 采用第一控制器输入增压信号至第一微处理器，第一微处理器将增压信号经过光电隔 离器发送给开关控制启动增压控制器，启动空气压縮泵增加压力；
B、 发射压力大小通过"发射压力"仪表实时显示，当压力到达预订值，采用第一控制 器输入发射信号至第一微处理器，第一微处理器将发射信号经过光电隔离器发送给控制阀启 动发射冰雹弹丸；
C、 将冰雹弹丸发射后分别触发第一光电传感器和第二光电传感器得到中断信号发送给 第二微处理器；
E、 采用第二微处理器根据C步所述的中断信号计算出冰雹弹丸的速度信号；
F、 第二微处理器将E步所述的速度信号依次经过第二通讯模块、第一通讯模块发送给 第一微处理器;
G、 第一微处理器将速度信号发送给LED速度显示器，显示冰雹发射速度。 另外步骤B中，压力的预订值可根据如图2所示，为冰雹撞击试验发射速度与气体压力
的关系图，因为不同的试验要求冰雹的撞击速度也不一样，当气体压力为0 25个标准大气 压时(即大约0 2.5帕)，发射速度在0 330米/秒之间变化；如当试验要求冰雹的撞击速 度为150米/秒时，可采用增压控制器启动空气压縮泵增加压力，当压力达到8个标准大气压 时，控制阀启动冰雹弹丸的发射速度为大约为150米/秒。若想增加发射的速度，只要适当的 控制空气压縮泵增加压力即可，具体的冰雹发射速度与气体压力的关系可参考图2。
本发明的冰雹撞击试验用控制装置及其工作方法，采用高压气体构成的一级气体炮原理， 利用高压气体在瞬间释放产生的高压，推动气体炮弹仓内弹丸产生高速运动并撞击到目标上。 需要再次发射时，可以在压力满足要求的条件下，采用第一控制器输入发射信号至第一微处 理器，第一微处理器将发射信号经过光电隔离器发送给控制阀启动发射冰雹弹丸，完成发射 操作。多次发射，仅需多次重复上述步骤，进行发射操作。
权利要求
1、一种冰雹撞击试验用控制装置，其特征在于包括上位机和下位机，所述上位机由LED速度显示器、第一微处理器、第一控制器、光电隔离器、第一通讯模块、控制阀、开关和增压控制器组成；所述下位机由第一光电传感器、第二光电传感器、第二微处理器、第二控制器和第二通讯模块组成；第一控制器的输出端与第一微处理器的输入端连接，第一微处理器的输出端分别与LED速度显示器、光电隔离器的输入端连接，第一通讯模块与第一微处理器电连接，光电隔离器的输出端分别与开关和控制阀的输入端连接，开关的输出端与增压控制器的输入端连接；第二控制输入器、第一光电传感器和第二光电传感器的输出端分别与第二微处理器的输入端连接，第二微处理器与第二通讯模块电连接，第二通讯模块的输出端与第一通讯模块的输入端连接。
2、 一种基于权利要求1所述的冰雹撞击试验用控制装置的工作方法，其特征在于包括如 下步骤A、 采用第一控制器输入增压信号至第一微处理器，第一微处理器将增压信号经过光电隔 离器发送给开关控制启动增压控制器，启动空气压缩泵增加压力；B、 当压力到达预订值，采用第一控制器输入发射信号至第一微处理器，第一微处理器 将发射信号经过光电隔离器发送给控制阀启动发射冰雹弹丸；C、 将冰雹弹丸发射后分别触发第一光电传感器和第二光电传感器得到中断信号发送给 第二微处理器；E、 采用第二微处理器根据C步所述的中断信号计算出冰雹弹丸的速度信号；F、 第二微处理器将E步所述的速度信号依次经过第二通讯模块、第一通讯模块发送给 第一微处理器；G、 第一微处理器将速度信号发送给LED速度显示器，显示冰雹发射速度。
全文摘要
本发明公开了一种冰雹撞击试验用控制装置及其工作方法，控制装置包括上位机和下位机，上位机由LED速度显示器、第一微处理器、第一控制器、光电隔离器、第一通讯模块、控制阀、开关和增压控制器组成；下位机包括第一光电传感器、第二光电传感器、第二微处理器、第二控制器和第二通讯模块；工作方法包括利用第一控制器的增压信号和发射信号，经第一微处理器和光电隔离器分别启动空气增压泵和发射冰雹弹丸，将冰雹弹丸分别经第一、二光电传感器得到中断信号，经第二微处理器算出冰雹弹丸速度信号，经通讯模块和第一微处理器发送给LED速度显示器。本发明实现了短时间内冰雹试验的多次发射要求，并保证了发射的一致性、数据的准确性。
文档编号G01N3/303GK101446535SQ200810242939
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者尤志芳, 红 易, 薛澄岐 申请人:东南大学