(3)一个恢复保险功能:利用现有的功能,点火器可以切换到安全模式(保险状态)。重新将点火器的两个电极接地,点火器就可以回到安全状态。
(4)一个完全阻断功能:如有需要,点火器可以完全与电源断开,完全失去点火能力。 电控安全发火装置基本构造图
电控安全发火装置构造如图1.2所示,它的基本结构是以利用MEME的电热开关为基础的,这些开关按一定次序排在同一芯片上,围绕着火工微点火器。图中有三个电热微开关,两个是常闭微开关,一个常开微开关。其中一个常闭开关在平常保证点火器安全,在需要发火时解除保险。另一个常闭开关可以不可逆地阻断点火器与电源的连接。这几个开关通过逻辑组合,可以实现保险、解除保险、恢复保险,永久阻断的功能。
作用原理为:
(1)常闭开关1接地,将电路短路,保证在平常状态下微点火器的安全。在需要的发火时,常闭开关1作用,由导通状态切换为断开状态,微点火器与电源接通,点火器解除保险。解除保险原理图
(2)当需要恢复对点火器的保险状态时,常开开关由断开状态转换为闭合状态(接地)从而使整个电路短路,点火器又重新处于保险状态。如图1.5所示。
恢复保险原理图
(3)当需要永久切断输入点火器的能量,常闭开关2断开,直接断开电路,点火器与电源永久断开。如图1.6所示。
永久断开原理图
法国LAAS-CNRS实验室安全发火装置尺寸为1.08cm×0.75cm。两个电热常闭开关和一个电热常开开关都是一次性开关。常闭开关通过打断电线,实现电路由导通转变为断开这一过程。常开开关通过微焊接来实现断开电路的导通过程。加热电阻使用多晶硅,电线为铜线。实物图文献综述
安全发火装置、常闭开关、常开开关实物图
1.4 论文主要内容
在查阅相关文献的基础上,结合实验室的实际情况,对MEMS引信微安保系统进行初步的探索研究,对其中的常闭微开关进行设计和制作。
第一章,介绍课题背景及研究意义,介绍MEMS、引信的发展状况,以及国内外对于MEMS引信的研究现状进行简单的说明,同时介绍了LAAS-CNRS制作的MEMS发火装置的工作原理,为论文作铺垫。
第二章,介绍常闭开关的原理,主要有两种作用方式,主要对电热式常闭微开关进行结构设计,包括加热电阻,绝缘层,引线和电线层的研究与设计。
第三章,介绍制备电热常闭开关工艺方法。
第四章,制备灵巧起爆器电热常闭微开关。
第五章,对样品进行测量,包括对加热电阻的电阻测量,其熔断时间测定,对常闭微开关样品进行测试,包括作用电压的测定,作用延迟时间的测定以及常闭开关通电过程中温度的测定。
最后,对文章进行总结。
2 常闭开关的设计
2.1 常闭开关介绍
常闭开关是电路最初处于导通状态,作用时打破电路从而使电路断开的一次性开关,其中无活动部件,应用到武器中,有很大的优势。
常闭开关按其作用方式,可分为两种。一种是电热常闭开关,另一种个是火工常闭开关。
(1)电热常闭开关。主要是通过加热电阻的加热作用,将沉积在电阻上的电线(铝线或铜线)熔化,从而使电路断开。
(2)火工常闭开关。通过加热电阻的加热,使装在绝缘薄膜下方的含能材料达到发火温度,燃烧放出气体,打破绝缘膜,从而打断沉积在绝缘膜上的电线。