固體推進劑貯存環境監控系統設計

徐登福 馬敬偉 徐慶波

摘? 要：為了給固體推進劑提供良好的貯存環境，必須時刻了解推進劑的貯存環境以及貯存狀態，以便及時開啟保障設施，調節推進劑的貯存環境，使推進劑時刻處于良好的貯存環境中，使推進劑的貯存壽命達到最大。該文集成開發設計多種環境監測傳感器，通過多源數據融合分析，得出固體推進劑的健康度，并及時控制空調、除濕機、排氣機等環境保障設備，實現了固體推進劑貯存環境和貯存狀態的實時監控。

關鍵詞：固體推進劑? 貯存? 環境監控? 系統設計

中圖分類號：V512 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）08（b）-0022-03

Design of Solid Propellant Storage Environment Monitoring System

XU Dengfu1? MA Jingwei2? XU Qingbo3

（1.91049 Troops， Qingdao， Shandong Province， 266102 China; 2.Sea Cucumber Safety Assessment and Support Office， Beijing， 100036 China; 3.91515 Troops， Sanya， hainan Province， 572016 China）

Abstract： In order to provide a good storage environment for solid propellants， it is necessary to know the storage environment and storage state of propellants at all times， so as to open the support facilities in time， adjust the storage environment of propellants， keep propellants in a good storage environment at all times， and maximize the storage life of propellants. In this paper， a variety of environmental monitoring sensors are developed and designed. Through the multi-source data fusion analysis， the health degree of solid propellant is obtained， and the environmental protection equipment such as air conditioning， dehumidifier and exhaust machine are controlled in time. The real-time monitoring of storage environment and storage state of solid propellant is realized.

Key Words： Solid propellant; Storage; Environmental monitoring; System design

固體推進劑在不同的環境條件下貯存壽命相差很遠，因此，為固體推進劑提供一個良好的貯存環境，對固體推進劑壽命的延長起著至關重要的作用[1，2]。如果不重視貯存環境，尤其是大型火箭發動機裝藥的更換將要付出很大的代價，造成巨大浪費。如果不了解推進劑的貯存狀態，當推進劑在貯存期間，若分解嚴重，就會自燃或爆炸，會給國家的的財產造成巨大的損失[3，4]。貯存環境條件和推進劑的貯存狀況息息相關。

1? 總體設計方案

對推進劑監控方案的主體思路就是利用安裝的數字式溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器，通過傳感器采集推進劑貯存狀態的數據，把采集到的數據傳入中心控制工控機，中心控制工控機通過分析計算、數據處理等操作來分析推進劑的健康度，如果推進劑處于非健康狀態，中心控制工控機就會發出啟動保障設施（如空調、除濕機、排氣機等）的命令，來調節貯存環境條件，直至采集器采集到的數據正常為止[5-7]。之后，把對每個推進劑的監控系統用并聯的方式聯成一個網絡，形成一個網絡監控體系，網絡控制中心可設在值班室，以便值班人員時時掌握推進劑的貯存狀態，當推進劑貯存狀態不健康時，能及時啟動保障設施，調整貯存環境條件，使推進劑盡快恢復到健康狀態[8]。

該監控方案對固體推進劑監控的監控項目有溫度、濕度和壓力，所用到的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器，對采集數據處理的工作主要是工控機。根據處理結果，工控機會啟動控制系統，通過對空調、除濕機、排氣機等設備的操作對溫度、濕度以及彈內氣壓進行調節，直至推進劑處于最佳的貯存狀態。總體設計方案如圖1所示。

2? 詳細設計

采集器采集到的數據通過A/D轉換與預設值進行比較判斷，把判斷結果傳送到中心工控機的調節系統，中心工控機經過比較判斷會對保障設施發出指令，進而調節推進劑的貯存環境，保證推進劑時刻處在良好的貯存環境下[4，5]。

在圖2中，當溫度采集器采集到的數據經過A/D轉換后，和溫度預設值（20℃～30℃）相比較，如果說采集到的數據不在預設值范圍內，中心工控機就會啟動溫度調節電路去控制空調，直至采集器采集到的溫度值在溫度預設值范圍內。如果采集到的溫度數據在溫度預設值內，中心工控機就不采取任何操作。

在圖3中，當濕度采集器采集到的數據經過A/D轉換后，和濕度預設值（相對濕度不大于40%）相比較，如果說采集到的數據大于40%，中心工控機就會啟動濕度調節電路通過除濕機除濕，然后通過雙向氣閥進行充放干燥的氮氣，直至采集器采集到的相對濕度值不大于40%。如果采集到的相對濕度不大于40%，中心工控機就不采取任何操作。

在圖4中，當壓力采集器采集到的數據經過A/D轉換后，和壓力預設值（0.13～0.17MPa）相比較，如果說采集到的數據不在預設值范圍內，中心工控機就會啟動壓力調節電路去控制排氣機，直至采集器采集到的壓力值在壓力預設值范圍內。如果采集到的壓力值在壓力預設值內，中心工控機就不采取任何操作。

參考文獻

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