一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡的製作方法

2023-09-22 00:24:30

專利名稱：一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種火工品起爆控制裝置，特別涉及一種爆炸邏輯網絡裝置。
背景技術：
爆炸邏輯網絡是一種火工品起爆控制裝置，由爆炸零門和爆炸線路組成，利用 爆炸零門對爆炸線路的破壞作用，控制爆炸線路裝藥的起爆，實現預定的爆轟傳播通 道。爆炸邏輯網絡常用於定向戰鬥部和火箭發動機點火安全控制等起爆系統。爆炸零門和爆炸線路作為組成爆炸邏輯網絡的基本組成元件，主要都是由刻在 基板上並裝填裝藥的溝槽通道形成。圖1為一種爆炸零門結構示意圖，包括相互垂直的 控制通道AB和信號通道CGD。控制通道AB的輸入端A接爆轟信號，輸出端B與信號 通道CD之間設置一段惰性材料間隙，此惰性材料為基板材料。使用時，當控制通道AB 的爆轟信號先期到達信號通道CGD的G處時，則破壞信號通道CGD在G處的裝藥，當 信號通道CGD的爆轟波傳爆到G處時，由於此處無裝藥，則信號通道CGD的爆轟信號 在G處截至。因此，通過控制信號通道CGD和控制通道AB的爆轟信號輸入的時序實現 對爆轟信號傳播的控制。總之，將爆炸零門作為一個爆炸邏輯元件整體看待時，包括一 個信號通道和一個控制通道，信號從信號通道的輸入端輸入，控制通道可以控制所述信 號的輸出。通常，將由一個爆炸零門和相關爆炸線路組成的具有單向傳輸功能的爆炸邏輯 網絡稱為一個爆炸二極體。如圖2所示為一個爆炸二極體的結構示意圖。包括爆轟信號 輸入通道IA，控制通道AB，信號通道ADGC，信號輸出端C。使用時，當爆轟信號從I 點輸入時，沿爆轟信號輸入通道IA傳播至信號通道ADGC與控制通道AB的連通處A時 分成兩路，一路沿控制通道AB傳爆，另一路沿信號通道ADGC傳爆。由於沿控制通道 AB的爆轟信號先期到達信號通道ADGC的G處，則破壞信號通道ADGC在G處裝藥， 則信號通道ADGC的爆轟信號在G點截止。若爆轟信號從C點輸入時，則爆轟信號依 次沿信號通道CGDA和通道AI從I點輸出。因而，將爆炸二極體作為一個爆炸邏輯元件 整體看待時，包括具有一個信號輸入端的信號輸入通道、具有一個信號輸出端的信號通 道，一個控制通道，實現的邏輯功能是單向傳輸功能，即爆轟信號只能由C至I，不能由 I至C。若在爆炸二極體的控制通道一側增加一個與之垂直的信號控制通道，可組成一 個時序異步爆炸與門。信號控制通道與爆炸二極體的控制通道之間設置一段惰性材料間 隙，此惰性材料為基板材料。如圖3所示，包括爆轟信號輸入通道IA，控制通道AHB， 信號控制通道EF，信號控制輸入端E，信號控制輸出端F，信號通道ADGC，信號輸出端 C。若信號控制通道EF的信號輸入端E的爆轟信號先期到達控制通道AHB的H處時， 則在H處破壞控制通道AB，那麼從控制通道AB的輸入端A輸入的爆轟信號在H處附近 截止。同時，從爆轟信號輸入通道IA的爆轟信號經爆轟信號通道ADGC在C點輸出。 若控制信號通道EF的信號輸入端E的爆轟信號晚於爆轟信號輸入通道IA的爆轟信號到達控制通道AHB的H處時，則控制通道AB在信號通道ADGC的G處附近切斷信號通
道ADC，因此，從爆轟信號輸入通道IA的爆轟信號在G點截止。即若E點爆轟信號先 輸入時，由I輸入的爆轟信號在C點輸出；若E點爆轟信號後輸入時，由I輸入的爆轟信 號在G點截止。時序異步爆炸與門的兩個爆轟信號輸入時序必須滿足一定要求，兩個輸 入爆轟信號的時間差一般為幾微秒，這樣在一定程度上限制了時序異步爆炸與門的使用 範圍，甚至在有些情況下不能可靠工作。兩個時序異步爆炸與門可組成一個對爆轟輸入信號無時序要求的非時序異步爆 炸與門。現有非時序異步爆炸與門是一種對稱結構，如文獻[蔣德春，曾凡群，譚多 望，楊斌.爆炸邏輯元件-異步與門研究.高壓物理學報，1997，11(4) 270 275.]中 所涉及的具體結構。如圖4所示，對稱結構的非時序異步爆炸與門由第一爆炸二極體 ABCDPHKE、第二爆炸二極體A' B' C' D' P' H' K' E'，信號控制通道BG' 和B' G組成。AB、A' B'為爆轟信號輸入通道，PE、P' E和EF為爆轟信號輸出 通道。若只有單個信號輸入時(以A點輸入為例)，則相當於信號控制通道B' G無信 號輸入，則第一爆炸二極體ABCDPHKE形成自鎖，即在E點無爆轟信號輸出。若存在 兩個爆轟輸入信號A和A'，設A先輸入，即信號控制通道B' G的爆轟信號晚於A點 爆轟信號到達H處，那麼第一爆炸二極體ABCDPHKE的控制通道HK工作，則A點的 爆轟信號在P點截止。同時，從A點的信號控制通道先於A'點爆轟信號到達控制通道 C' K'，則沿控制通道C' K'的爆轟信號A'在H'點截止。因此，A'點爆轟信號 依次沿信號通道C' D' P'、P' E、EF傳爆，並從F點輸出。同理，當A'先輸入 時，在A'的爆轟信號在P'截止，A的爆轟信號依次沿爆轟信號輸入通道AB、信號通 道CDP、信號輸出通道PE、EF傳爆，並從F點輸出。因此，非時序異步爆炸與門對兩 個輸入的爆轟信號沒有時序性要求，只要輸入兩個爆轟信號就能夠輸出爆轟信號，若只 輸入單個爆轟信號則無爆轟信號輸出，但這種對稱結構的非時序異步爆炸與門存在爆炸 線路交叉問題。解決爆炸線路交叉的方式主要有兩種，一種採取用如文獻[RL.Menz， M.R.Osburn.Selectivelyaimable warhead initiation system.U.S.Patent 5050503, 1991-09—24.] 中涉及的破壞性十字通道來實現，破壞性十字通道是利用爆轟信號的拐角效應實現爆轟 信號只能沿直線傳輸，同時切斷與爆轟信號垂直的爆炸線路。但是破壞性十字通道對爆 炸線路結構尺寸、裝藥工藝要求非常高，可靠性較低。另一種是從爆炸邏輯網絡基板的 非工作面繞過，但這種方式不但增加了爆炸線路的長度，同時使基板兩面均成為工作面 而難以和其它系統集成，應用範圍大大減小。

實用新型內容本實用新型解決的技術問題是針對現有非時序異步爆炸與門爆炸線路交叉和傳 爆可靠性較低問題，提供一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡裝置，無爆炸線路交叉問 題，同時傳爆可靠性較高。本實用新型的技術方案是一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡裝置，其基板表 面銑出的橫截面相同的溝槽通道，分別形成第一爆炸二極體、第二爆炸二極體、第一控 制通道、第二控制通道和信號輸出通道。第一控制通道是直線型通道，該通道一端與第 二爆炸二極體的信號輸入通道連通；第一控制通道與第一爆炸二極體的控制通道垂直構
4成爆炸零門，所述爆炸零門的控制通道是第一控制通道，所述爆炸零門的信號通道是第 一爆炸二極體的控制通道。第二控制通道是直線型通道，該通道的一端與第一爆炸二 極管的控制通道連通；第二控制通道與第二爆炸二極體的控制通道垂直構成一個爆炸零 門，所述爆炸零門的控制通道是第二控制通道，所述爆炸零門的信號通道是第二爆炸二 極管的控制通道。第一爆炸二極體的輸出端和第二爆炸二極體的輸出端相互連通。信號 輸出通道與第一爆炸二極體輸出通道、第二爆炸二極體的輸出通道垂直連通。本實用新型可以取得以下有益效果本裝置利用溝槽通道的特殊結構設計，實 現了非時序異步爆炸與門邏輯功能，避免了爆炸線路的通道交叉問題，提高了爆炸傳輸 的可靠性。同時，該裝置結構整體簡單，較易加工實現，可在定向戰鬥部的爆炸邏輯網 絡中推廣應用。

圖1為爆炸零門結構示意圖；圖2為爆炸二極體結構示意圖；圖3是時序異步爆炸與門結構示意圖；上述三幅圖中標號IA,信號輸入通道；AB，控制通道；CD，信號輸出通 道；EF，信號控制通道。圖4為現有非時序異步爆炸與門邏輯網絡結構示意圖；圖4中標號第一爆炸二極體ABCDPHKE、第二爆炸二極體 A' B' C' D' P' H' K' E'，第一信號控制通道BG'，第一信號控制通道B' G。圖5為本實用新型涉及的非時序異步爆炸與門邏輯網絡結構俯視圖；圖5中標號O1O2O3O4,基板；B2F1，第一控制通道；C1F2，第二控制通道； A1B1C1D1K1E,第一爆炸二極體；A2B2C2D2K2E,第二爆炸二極體；EP，信號輸出通道。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的具體說明。圖1為爆炸零門結構示意圖，圖2是爆炸二極體結構示意圖，圖3是時序異步爆 炸與門結構示意圖，圖4為現有非時序異步爆炸與門邏輯網絡示意圖，如背景技術中所 述，它們可分別控制爆轟信號以不同的爆轟途徑進行傳播。圖5為本實用新型涉及的非時序異步爆炸與門邏輯網絡結構俯視圖，基板 O1O2O3O4表面銑出的橫截面相同的溝槽通道，分別形成第一爆炸二極體A1B1C1D1K1Ea 第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E、第一控制通道B2Fp第二控制通道C1F2和信號輸出通道 EP。第一控制通道B2F1是直線型通道，該通道一端與第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E的 信號輸入通道A2B2連通；第一控制通道B2F1與第一爆炸二極體A1B1C1D1K1E的控制通道 B1C1垂直構成爆炸零門，所述爆炸零門的控制通道是第一控制通道B2F1，所述爆炸零門 的信號通道是第一爆炸二極體A1B1C1D1K1E的控制通道B1C1。第二控制通道C1F2是直線 型通道，該通道的一端與第一爆炸二極體A1B1C1D1K1E的控制通道B1C1連通；第二控制 通道C1F2與第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E的控制通道C2K2垂直構成一個爆炸零門，所述 爆炸零門的控制通道是第二控制通道C1F2，所述爆炸零門信號通道是第二爆炸二極體的控制通道C2K2。第一爆炸二極體A1B1C1D1K1E輸出端K1E和第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E 輸出端K2E相互連通。信號輸出通道EP與第一爆炸二極體輸出通道&E、第二爆炸二極 管的輸出通道K2E垂直連通。使用時，當爆轟信號A1先於爆轟信號A2輸入時，爆轟信號A1沿第一爆炸二 極管A1B1C1D1K1E傳播，由於第一控制通道B2F1無爆轟信號輸入，則第一爆炸二極體 A1B1C1D1K1E的控制通道C1K1作用並在K1處切斷信號通道B1D1K1，則爆轟信號A1在K1 點截止。同時，爆轟信號A1傳至第二直線控制通道C1F2，則第二直線控制通道C1F2在 F2處切斷第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E的控制通道C2K2。當爆轟信號A2輸入時，由於 第二爆炸二極體A2B2C2D2K2E的控制通道C2K2不能切斷信號通道C2D2K2，那麼爆轟信號 A2依次沿爆轟信號輸入通道A2B2、信號通道C2D2K2和信號輸入通道K2E、EP傳爆並從 P點輸出。同理，當單個爆轟信號A1或A2輸入時，在爆轟輸出通道EP無輸出；當兩個爆 轟信號A1和A2輸入時，無論輸入的時序，均能在爆轟信號輸出通道EP輸出爆轟信號。 爆轟信號A1和A2輸入時序與輸出對應關係如表1所示。表1非時序異步爆炸與門輸入輸出關係表
權利要求1.一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡裝置，其基板表面銑出的橫截面相同的溝槽通 道，其特徵是，所述溝槽通道分別形成第一爆炸二極體、第二爆炸二極體、第一控制通 道、第二控制通道和信號輸出通道；第一控制通道是直線型通道，該通道一端與第二爆 炸二極體的信號輸入通道連通；第一控制通道與第一爆炸二極體的控制通道垂直構成爆 炸零門，所述爆炸零門的控制通道是第一控制通道，所述爆炸零門的信號通道是第一爆 炸二極體的控制通道；第二控制通道是直線型通道，該通道的一端與第一爆炸二極體的 控制通道連通；第二控制通道與第二爆炸二極體的控制通道垂直構成一個爆炸零門，所 述爆炸零門的控制通道是第二控制通道，所述爆炸零門的信號通道是第二爆炸二極體的 控制通道；第一爆炸二極體的輸出端和第二爆炸二極體的輸出端相互連通；信號輸出通 道與第一爆炸二極體輸出通道、第二爆炸二極體的輸出通道垂直連通。
專利摘要本實用新型提供一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡裝置，無爆炸線路交叉問題，同時傳爆可靠性較高。技術方案是一種非時序異步爆炸與門邏輯網絡裝置，其基板表面銑出的橫截面相同的溝槽通道，分別形成第一爆炸二極體、第二爆炸二極體、第一控制通道、第二控制通道和信號輸出通道。第一控制通道與第一爆炸二極體的控制通道垂直構成爆炸零門。第二控制通道與第二爆炸二極體的控制通道垂直構成一個爆炸零門。信號輸出通道與第一爆炸二極體輸出通道、第二爆炸二極體的輸出通道垂直連通。
文檔編號G05B19/04GK201804228SQ201020235569
公開日2011年4月20日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者盧芳雲, 李翔宇, 林玉亮, 王馬法, 陳鴻, 龔柏林 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學