航天发动机阀门等效测试系统的制作方法

本发明涉及航天器测试，具体地，涉及一种航天发动机阀门等效测试系统。

背景技术：

1、航天器在研制阶段，需要经过几十、几百甚至上千小时的地面测试。而发动机电磁阀属于机械部件，在地面测试阶段反复工作易出现卡壳、阀体漏率超标等情况。因此，用于上天的真实发动机阀门在地面工作次数极其有限，需要有替代品，用于在地面测试阶段配合包括控制系统在内的各个系统进行测试。用于配合测试的产品必须具备上天发动机电磁阀的绝大部分特性，否则在地面阶段测试就无法覆盖真实上天工况，地面的测试有效性就大大下降。

2、现有公开号为cn114705436a的中国专利申请文献，其公开了一种火箭发动机试验等效器测试系统，等效器包括多路等效电爆管电阻、多路等效电磁阀电阻以及等效电爆管连接器、等效电磁阀连接器；多路等效电磁阀电阻的两端分别与等效电磁阀连接器上的连接点一一对应连接；所述等效器测试仪包括电流采集及调理单元、arm+fpga处理单元、监控单元以及四个外部连接器；所述等效电爆管连接器和等效电磁阀连接器分别与等效器测试仪的第一电爆管连接器、第一电磁阀连接器对应连接；所述等效器测试仪用于接收外部控制系统传送的激励信号、将激励信号传送给等效器、对等效器响应的激励后的回路电流信号进行检测，通过电流计算负载端电压，从而判断控制回路的控制通道电压、控制时序及工作电流的正确性。

3、现有技术中的发动机电磁阀的等效装置具有如下缺陷，存在待改进之处：

4、1、等效装置复杂，集成度低，使用不便。

5、2、等效装置难以直观显示状态。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天发动机阀门等效测试系统。

2、根据本发明提供的一种航天发动机阀门等效测试系统,包括等效线圈、状态指示灯以及信号转换装置；所述等效线圈为基于线圈的感性负载，用于等效电磁阀门；所述状态指示灯并联于线圈两端，用于显示线圈通电或断电情况；所述信号转换装置将等效线圈的电信号隔离转换后送信号采集设备进行处理判断。

3、优选地，所述等效线圈包括线圈绕组，所述线圈绕组模拟负载的电阻值、匝数和漆包线径，线圈绕组的接口为引出线。

4、优选地，所述线圈绕组绕制在基座上，所述线圈绕组的外部罩设有罩壳，所述引出线自罩壳内引出，所述罩壳、线圈绕组以及基座三者的整体外形为圆柱型。

5、优选地，所述线圈绕组绕制完成后，在线圈外部绕多层薄膜；所述罩壳内灌胶。

6、优选地，所述信号转换装置用于将等效线圈的28v通断电信号转换为0v至5v的高低电平信号，并通过光电隔离将电磁阀回路与数据采集计算机的i/o电路隔离。

7、优选地，由定时器板产生的定时中断信号，触发数据采集计算机定时读取i/o板的输入状态，并将新的输入状态与上一状态进行比对判读，记录下状态发生改变的电磁阀通道以及对应的时间，从而采集线圈开关脉宽、次数，与控制系统发出的信号比对确认控制系统与推进系统时序是否一致。

8、优选地，所述等效测试系统的等效端包括：第一电源、熔断器、等效线圈、第一整流二极管、第二整流二极管、发光二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第一光电耦合器，所述熔断器的一端与第一电源连接，所述熔断器的另一端分别连接等效线圈的一端和第一整流二极管的正极，所述第一整流二极管的负极连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接发光二极管的正极，所述发光二极管的负极连接第三电阻；所述第二电阻的另一端连接第一光电耦合器的正极连接，所述第一光电耦合器的负极连接第四电阻的一端，所述第一光电耦合器的集电极和发射极均分别与信号采集端连接；所述第三电阻的另一端和第四电阻的另一端二者均与第二整流二极管的正极连接，所述第二整流二极管的负极与等效线圈的另一端连接并接地。

9、优选地，所述第一电源的电压为28v，所述第一电阻的阻值为2千欧，所述第二电阻的阻值为1.5千欧，所述第三电阻的阻值为2千欧，所述第四电阻的阻值为1.5千欧。

10、优选地，所述信号采集端包括第五电阻、第二光电耦合器、第二电源、第三电源、电容、第六电阻以及变换器；所述第一光电耦合器的集电极与第五电阻的一端连接，所述第一光电耦合器的发射极接地，所述第五电阻的另一端与第二光电耦合器的负极连接，所述第二光电耦合器的正极与第二电源连接，所述第二光电耦合器的集电极与第六电阻的一端、电容的一端以及变换器的输入端连接，所述第六电阻的另一端与第三电源连接，所述第二光电耦合器的发射极与电容的另一端连接并接地，所述变换器的输出端与采集设备连接。

11、优选地，所述第二电源的电压为12v，所述第三电源的电压为5v，所述第五电阻的阻值为2.4千欧，所述第六电阻的阻值为10千欧。

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、1、本发明通过线圈等效电磁阀门，与真实阀门相比，不含阀芯等活动部件，可靠性高，重量轻，可无故障通电工作几百万次，与真实阀门相比，不存在卡壳的情况，信号转换及采集频率高于1khz，时间精度能够达到1ms以内，远置数据显示终端能够及时反映发动机阀门的动作执行状态，有指示灯直观显示状态。

14、2、本发明通过感性负载模拟，解决了航天器液体发动机系统需要在地面配合航天器其它系统长时间测试，但是真实上天阀门在地面阶段由于其使用寿命以及机械特性等原因不能长时间、多次数工作的矛盾。

技术特征：

1.一种航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，包括等效线圈、状态指示灯以及信号转换装置；

2.如权利要求1所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述等效线圈包括线圈绕组(2)，所述线圈绕组(2)模拟负载的电阻值、匝数和漆包线径，线圈绕组(2)的接口为引出线。

3.如权利要求2所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述线圈绕组(2)绕制在基座(3)上，所述线圈绕组(2)的外部罩设有罩壳(1)，所述引出线自罩壳(1)内引出，所述罩壳(1)、线圈绕组(2)以及基座(3)三者的整体外形为圆柱型。

4.如权利要求2所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述线圈绕组(2)绕制完成后，在线圈外部绕多层薄膜；

5.如权利要求1所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述信号转换装置用于将等效线圈的28v通断电信号转换为0v至5v的高低电平信号，并通过光电隔离将电磁阀回路与数据采集计算机的i/o电路隔离。

6.如权利要求5所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，由定时器板产生的定时中断信号，触发数据采集计算机定时读取i/o板的输入状态，并将新的输入状态与上一状态进行比对判读，记录下状态发生改变的电磁阀通道以及对应的时间，从而采集线圈开关脉宽、次数，与控制系统发出的信号比对确认控制系统与推进系统时序是否一致。

7.如权利要求1所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述等效测试系统的等效端包括：

8.如权利要求7所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述第一电源的电压为28v，所述第一电阻的阻值为2千欧，所述第二电阻的阻值为1.5千欧，所述第三电阻的阻值为2千欧，所述第四电阻的阻值为1.5千欧。

9.如权利要求7所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述信号采集端包括第五电阻、第二光电耦合器、第二电源、第三电源、电容、第六电阻以及变换器；

10.如权利要求9所述的航天发动机阀门等效测试系统，其特征在于，所述第二电源的电压为12v，所述第三电源的电压为5v，所述第五电阻的阻值为2.4千欧，所述第六电阻的阻值为10千欧。

技术总结
本发明提供了一种航天发动机阀门等效测试系统，包括等效线圈、状态指示灯以及信号转换装置；等效线圈为基于线圈的感性负载，用于等效电磁阀门；状态指示灯并联于线圈两端，用于显示线圈通电或断电情况；信号转换装置将等效线圈的电信号隔离转换后送信号采集设备进行处理判断。通过线圈等效电磁阀门，与真实阀门相比，不含阀芯等活动部件，可靠性高，重量轻，与真实阀门相比，不存在卡壳的情况，远置数据显示终端能够及时反映发动机阀门的动作执行状态，有指示灯直观显示状态。解决了航天器液体发动机系统需要在地面配合航天器其它系统长时间测试，但是真实上天阀门在地面阶段由于其使用寿命以及机械特性等原因不能长时间、多次数工作的矛盾。

技术研发人员：乔常春,张骋,陈菁,朱洁莹,李群广,张筱蓉,魏卫
受保护的技术使用者：上海空间推进研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17