发射稳定性（共4篇）
发射稳定性 篇1
前言
“多种弹型防雹增水火箭发射装置”其目的是为了提高人工防雹、增雨作业的科技水平和整体经济及社会效益, 解决了目前国内人影火箭作业装备通用性差、功能单一的问题, 提高管理、使用、维护等效率;实现了可装载与发射四种不同规格人工防雹增雨火箭弹、车载流动作业与地面固定作业兼容、发射轨迹口径可调及扩展的目的;代表了这一产品的先进性和技术发展趋势, 避免了作业设备的重复购置;降低了作业成本和减轻了农民负担。通过近些年的研制、试用和不断改进它不仅体现出了选材合理、性能稳定、安全可靠、通用性强等优势而且在其工艺上也美观, 深受专家组和广大用户的一致好评。将在我区乃至全国的农牧业抗旱减灾和环境保护等方面起到重要作用。现对其火箭发射装置整体结构在作业时和行军状态下的强度能否达到要求这个问题与广大用户和爱好者进行共同的验证和探讨。
1. 对火箭发射架整机强度容易受力部位的分析
(1) 每次发射一枚Φ82火箭弹度它的本身自重为10.4公斤, 离开轨道的速为55m/s, 初步定为加速度为60m/s2。
(2) 在火箭发射架发射角度为70°时, 向上受力最大。
(3) 示意与计算如下:
根据作用与反作用力原理, 火箭发射时需要的推力即为火箭发射架受到的外力。
此方向的力又分为向上分力与水平方向的分力:
2. 根据以上受力情况, 对火箭发射架中易受力点 (即危险截面处) 分别进行强度核算
2.1 火箭发射架下筒体与底部扁铁焊接处的焊缝的焊接强度验算:
(1) 焊接接头样式及尺寸:
(2) 计算公式:
σ=F/L×δ【σ】
σ:作用于焊缝上的应力
δ:焊件厚度
L:焊缝长度
【σ】:焊缝静载许用应力
(3) 相关参数与技术数据:
钢材牌号:Q235
焊接方式:手工焊
钢板厚度:0～20mm
【σ】:=120MPa
【t】:=120MPa
(4) 计算:
(5) 核算结果:
2.2 俯仰机构中丝杠上所受拉力, 对此进行抗拉强度校核:
(1) 丝杠的受力形式与尺寸如下:
丝杠在截面A处分断面
受力点在截面A处
(2) 计算公式:
σ:作用在材料上的应力
【σ】:材料在许用接应力
σb:材料的抗拉强度
K b:对抗拉强度的安全系数
(3) 技术参数:
丝杠材料为45#钢
(4) 计算过程:
σ=F/A面积=483/9.8×2×3.14× (1.7/2) 2
(5) 核算结果:
∴丝杠处完全能够承受相应的拉力, 安全。
2.3 回转盘上铸铁圆螺纹处的抗拉力:
(1) 截面尺寸与受力如下:
(2) 计算公式:
(3) 技术参数:
回转盘材料为QT400
(4) 计算过程:
σ=F/L面积=483/9.8×2×3.14×[ (5.5/2) 2- (1.8/2) 2]
=483/9.8×21.2=22.78 MPa
(5) 核算结果:
∵受到的拉应力远远小于需要拉应力, 完全能够保证安全可靠性, 满足!
2.4 翻转轴处受到剪力, 对此进行抗剪强度校核:
(1) 轴的结构尺寸与受力形式:
(2) 计算公式:
t:作用在零件上的剪应力
【t】:材料的许用剪应力
【t】=【σ】/2
【σ】=σs/K s
σs材料的屈服极限
K s:对屈服极限的安全系数
(3) 技术参数
∴材料为45#钢
∵σs=355MPa Ks取为2
(4) 计算过程:
t=F剪/A面积
=483/9.8×2×3.14× (3/2) 2
=3.49 MPa
(5) 核算结果:
∵翻转轴处抗剪应力完全满足强度要求, 安全!
2.5 托架与俯仰机构连接的支耳铰轴处受到剪力, 进行剪强度计算:
(1) 连接与受力尺寸与形式
(2) 计算公式
t=【t】【t】=【σ】/2
【σ】=σs/K s
(3) 相关技术参数
∵材料为45#钢
∴σs=355MPa Ks取为2
(4) 计算过程如下:
t=F剪/A面积
=48.8 MPa (同时有两支耳铰轴)
(5) 校核结果:
∴支耳铰轴处满足抗剪强度要求, 安全!
2.6 整机设备在运输途中所颠簸及急刹车时设备所受到的惯性力:
(1) 本机重量约2 0 0公斤
(2) 发生的外力
运输时速度为40km/h
设定为2秒内停车:
所获得的惯性力为:
2.7 惯性力作用于发射架底部与车箱底板连接4个M 1 2螺栓, 螺栓受到剪应力:
表明, 螺联接强度足够满足在车体上安全放置。
总结
(1) 、该系统通过在新疆近几年的使用检验, 表明其不仅具有选材合理、结构科学、操作简便、性能稳定、安全可靠、实用性强等特点, 并且具有可避免设备重复购置、降低作业成本、大大提高了作业设备利用率。
(2) 、通过对作业时和行军状态时的几处相对容易受力的部位进行仔细的强度校核后, 证明此种工艺均能达到地面和车载流动作业的强度要求, 可以保证整机的稳定性与可靠性, 因此可以对火箭发射架整机受力部位的强度与稳定性予以充分肯定。
发射稳定性 篇2
关键词：DX中波发射机,可编程逻辑器件,工作原理,发热
1 可编程逻辑器件发热问题的出现
我台的DX型中波广播发射机由两个功率放大单元组成,称为PB1和PB2。在试机时开发射机,PB2未上,查面板无任何故障指示。在故障原因查找过程中,发现在PB2的发射机接口板上RF封锁DS8忽明忽暗,查不到故障点,于是更换PB2的发射机接口板,发射机正常开启运行,判断为发射机接口板故障,后用手对模块摸温,发现U37(EPLD可编程逻辑器件模块)温度高,用红外测温仪测量U37发现温度过高大约是54度。判定是EPLD热稳定性逐步变差而不能稳定工作。所以我们分析一下可编程逻辑器件的工作原理和发热问题,掌握它的特性,以便在以后的维护中及时发现和处理此类故障。
2 可编程逻辑器件的工作原理
下面我们分析一下可编程逻辑器件的分类、内部结构和工作原理。
2.1 PLD的分类
我们从市场买回来的可编程逻辑集成电路芯片没有任何的逻辑功能,称为“白片”或“空片”,待用户开发编程后才有逻辑功能,我们根据不同的分类标准对这些“白片”进行分类。
根据芯片的集成度和结构的复杂度可分为:
1)简单可编程逻辑器件SPLD(Simple Programmable Logic Device)
2)复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device):它属于中规模可编程集成电路,特点是具有更大的“与”阵列和“或”阵列,增加了大量的宏单元和布线资源,触发器的数量明显增加。我们现在用的XC7372就属于CPLD,它有72个宏单元。
3)现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)
根据制造技术的不同可分为:
1)双极熔丝制造技术的PLD
2)反熔丝制造技术PLD
上述两种制造技术的PLD采用摧毁熔丝的办法来实现编程,所以只能一次性编程,不可重复编程,而且开发麻烦,成本高。但具有永久保存数据,抗辐射能力强,耐高低温,保密性好,系统速度快等优点。
3)EECMOS制造技术的PLD
CMOS技术已经成为PLD制造的主导技术,它利用CMOS管的导通和截止编程,可重复编程,实现电擦写,而且也可永久保存数据,上电就可以工作。我们用的Xilinx公司生产的XC7372就是这种技术制造的。
4)SRAM制造技术的PLD
它是利用RAM记住可能出现的结果,输出时从RAM中调用来实现编程。可重复编程,但掉电后数据会丢失,因此编程调试完的数据要存储到一个与它相连的EPROM或EEPROM存储器中,上电后,PLD先从存储器中下载编程数据,十几毫秒后就可以正常工作。
2.2 PLD的组成
各个公司生产的PLD都有自己的特点,概括起来,一般都有三大部分组成:
1)一个二维的逻辑块阵列,就是宏单元:它构成了PLD的逻辑组成核心,来实现基本的逻辑功能。
2)输入/输出块:负责输入输出的电气特性控制,数据的输入和已处理数据的输出。
3)连线资源:负责信号的传递,连接所有的宏单元和输入输出块,其中也有一些可编程的开关。
下面图1是我们台DX型发射机所用的XC7372的总体结构:
DX型发射机常用的XC7372型可编程逻辑器件芯片为方形,共84个引脚,芯片表面贴有白纸,上面有芯片的工厂编号、名称和版本号,将工厂编号、名称和版本号正向面对着自己,XC7372正上方中间有一个小黑点标记来指示第一根引脚的标记,然后从第一脚开始逆时针方向沿CPLD芯片转一圈,各引脚依次排列。XC7372有三个时钟输入端CLK0、CLK1和CLK2,有两个使能端OE0和OE1,一个清零端MR,剩下的是一般的输入输出端,输入端一般要加上拉电阻,输出端一般要加限流电阻,防止输出短路,XC7372芯片用的输入或输出电阻通常有10kΩ的和1MΩ的,再加上去耦电容,提高抗干扰能力。XC7372将发射机各个部分采集的数据经过汇总处理,再输出各种控制信号到机器的各个控制部件上,实现控制的目的。
如图1所示,其中,UIM是它的连线资源(也就是总线),MC是它的宏单元(72个),I/O是它的输入输出块。
2.3 PLD的工作原理
PLD的基本原理是:所有的数字电路都可以用“与”和“或”的形式表示出来,所以,它的基本逻辑单元是“与或”形式的。任何复杂的逻辑都可以用它们组成。
我们通常所见到的编码器、译码器、计数器和加法器等,它们的表达式都可以用最基本的“与”“或”形式表示出来,而PLD正是利用这个性质进行制造、工作和编程开发的。
3 可编程逻辑器件在发射机中的作用
在TCU的许多电路板上,有合成器控制板、数字I/O板、伺服控制板、模拟I/O板、射频源板、音频控制板、用户接口板都运用了可编程逻辑器件,它是较大规模的集成电路,用户对它进行写入不同的指令后,能完成各种特定的逻辑功能,运用可编程逻辑器件后,可大大节省I/O模块和逻辑处理单元。各功能板上运用了可编程逻辑器件EPLD,可实现组合逻辑和时序逻辑的控制。
若指令中寻址的地址信号(CA0、CA1、CA2)和音频控制板预置的地址相符合,则其它线路板(如:射源板、用户板、数字I/O板等)通讯被禁止,数据只有音频板能够和PLC通讯,这些数据经板上的EPLD处理后,主要用来操作音频矩阵的6个电子开关,并把其它的一些状态信息返回送到PLC,并在MMI显示,这样就完成了一次通讯。音频输入、输出的检测电路,其检测结果送入EPLD,经数据总线送至PLC,用于控制和状态指示。
射频源板上本身有两个振荡器A和B,还有一个外部射频源输入,如果在MMI上将射频开关设置为“自动”时,EPLD将对射频源进行优先选择,优先顺序为外部射频、射频源板射频源A、射频源板射频源B。射频存在检测器能检测射频信号是否正常,检测结果由EPLD处理后,经TCU控制板送入PLC,用于控制和状态指示。PLC处理后的控制信号并行控制经控制板送入数字I/O板,并经EPLD处理后送至TCU接口板并送到各功放单元,联锁状态线也送到各PB用于指示,低压电源的检测信号也送到I/O板再送到控制板至TCU的PLC。
弧光检测取样信号接入至模拟I/O板,这些信号和门限电平进行比较,然后送到EPLD,进行设备保护和故障显示。弧光检测采样信号是模拟量,和门限比较后转换为数字信号,送入EPLD,在该板被PLC输出模块选址选中时,这些数据经控制板送入PLC,使发射机作出响应,并由MMI显示。
平衡电阻电流检测,每组平衡电阻的平衡电流采样经采样电路变换为一直流电平送至模拟I/O板,经处理后和门限值进行比较,比较的结果送到EPLD处理后送到PLC,使发射机作出响应,并由MMI显示。
两个功放单元的可编程逻辑器件位于功放接口板上,也是我们发射机出现过热的芯片,它的作用主要是接受来自功放单元的连锁输入信号,接受来自各自功放单元的电源故障和冷却故障等,负责功放单元的信号采集,由于采集的信号较多,所以通路利用也比较高。
4 为什么可编程逻辑器件容易发热
热主要是由可编程逻辑器件中晶体管等有源器件运算时所产生的,随着芯片中晶体管的数目越来越多,发热量也越来越大,在芯片面积不随之大幅增加的情况下,器件发热密度越来越高,过热问题已成为目前电子器件的一个重要问题,其发热量随着逻辑处理速度和逻辑处理规模的提高而逐渐增加,相对的发热密度也大幅度增加。据统计,由热所引起的失效约占电子器件失效的一半以上。温度过高除了会造成半导体器件的损毁,也会造成电子器件可靠性降低及性能下降。
可编程逻辑器件的发热问题大致有以下几点,如图2所示:
1)芯片堆叠后发热量将增加,但散热面积并未相对增加,因此发热密度大副提高;
2)芯片虽然仍保有原散热面积,但由于热源的相互连接,热耦合增强,从而造成更为严重的热问题;
3)内埋置基板中的无源器件也有一定的发热问题,由于有机基板或陶瓷基板散热不良,也会产生严重的热问题;
4)封装体积缩小,组装密度增加,使得散热不易解决,因此需要更高效率的散热设计。
5 可编程逻辑器件容易发热监测和预防方法
针对可编程逻辑器件的发热问题,我们制定了如下监测和预防的方法:
1)在播音的过程中,周期性的对发射机中的可编程逻辑器件进行测温,观察各个芯片的温度变化,掌握规律。特别是夏季,室外温度比较高,发射机本身内部温度也很高,更应该注意芯片的温度情况,为此,我机房专门制定出芯片温度记录表,让检修班人员定期对可编程逻辑芯片进行测温。
2)定期利用毛刷和吸尘器对可编程逻辑芯片的引脚进行清洁,以免灰尘覆盖芯片,影响散热和短路芯片引脚。
3)起拔芯片时用专用的芯片起拔器,以免对芯片造成损坏引起不应该的热损耗。
4)对容易出现过温故障的芯片要深入分析原因,看看是否是外围硬件故障,也要对使用该芯片的板卡做到有备份,安装到机器上能使用。特别的芯片一定要有多个备份。
下面是我台PLD的测温登记表,如表1所示:
6 总结
现代社会,发射机已经实现固态化,小型化,由于可编程逻辑器件的集成度,所以应用非常广泛,他的重要性也越来越大。但因为可编程逻辑器件本身存在的问题,对我们的维护也提出新的挑战。这就是我对发射机中可编程逻辑器件发热问题的一点粗浅的学习,希望各位同行给予指正,谢谢。
参考文献
[1]李景华,杜玉远.可编程逻辑器件与EDA技术[M].东北大学出版社,2000.
[2]阳昌汉.高频电子线路[M].哈尔滨工业大学出版社,2001.
[3]张海燕,苏新.高频电子电路与仿真设计[M].北京邮电大学出版社,2010.
发射稳定性 篇3
件, 保证发射机功率放大器正常工作。
我台现在使用的全固态电视发射米波电视发射机, 该机是由一个主控成。每个机柜都有自己的供电系统和冷热量最高的就是两个功率放大机柜, 850W功率放大模块, 7组供电电源, 一用机内风机强制风冷方式来控制功率放的功放柜结构的局限性, 以及进风口防风口相对较小流量不足, 致使功放柜口, 在功放柜内部产生热循环, 使功放柜大器温度升高, 出现功放过热, 过载, 电至烧毁元器件, 设备不能正常运行, 直质量。
发射稳定性 篇4
关键词：室外散热器维护,高压水枪双面冲洗,压力不稳定,扩张罐,氮气
NH7100V型电视发射机是德国Rohde&Schwarz公司研制的水冷式发射机, 目前在我国电视发射台有较多应用。其集成化的程度较高, 机器出现故障后, 外国厂商所要求的维修费用十分高昂。
1 NH7100V型电视发射机水冷系统原理简介
NH7100V型发射机的冷却系统是一个封闭的回路, 主要由三部分组成: (1) 发射机机架内的冷却系统。 (2) 水泵系统。 (3) 室外的热交换器单元。它用水泵通过一条软管把冷却液从发射机机架中注入到液体分配器。然后冷却液分布到功放中, 在那里它吸收热量然后流回到一个液体收集盆中。在它回到水泵前, 冷却液要经过一个用水-空气交换热量的热交换器, 把热量发散到周围的空气中去。
2 室外热交换器维护方法
冷却系统的室外热交换器单元的散热片是维护工作的主要内容, 一般来说, 每周必须用毛刷清扫一次散热片上的积尘和蜘蛛网、虫子等杂物, 然后用大功率的吹风机进行吹尘。随着使用年限增长, 散热片缝隙中会逐渐积聚起许多尘垢难以被吹掉, 以至于堵塞缝隙造成散热不畅导致水温升高或造成机器过温保护关机。
在实践中我台摸索出定期 (约6个月) 用高压水枪双面冲洗散热器的维护方法, 取得了很好的效果。拧下室外散热器风机四角的固定螺丝, 双手拿稳风机和防护罩, 小心拉出后翻转放到散热器顶上 (有些机型必须把风机的扇叶拆除, 再用塑料袋把电机套起来, 以防止电机受潮) , 然后分别从正面和散热器内面进行冲洗。在用高压水枪的时候必须保持水柱与散热器的垂直, 以免冲倒散热片。冲洗结束后要擦干散热器箱内的积水, 然后安装风机恢复装置。
3 压力不稳定故障的分析和处理
发射机在一段时间的运行过程中的压力不稳定, 检查整个水循环系统的密闭情况良好。开机时显示压力较低, 运行一段时间后压力又会升高。在压力低到不能开机时只好补充冷却液, 可是开机运行后又会出现压力过高。在低温天气时尤为明显, 且变化幅度很大。
由于厂家提供的资料没有对于系统压力的充分说明, 最初我们只知道检查冷却液过滤网, 在压力降低时补充补充冷却液, 高了就再放掉一些。随着时间的退移, 这样补液的频次虽然高了, 但压力却更加不稳定, 与厂商联系反馈这一故障现象, 得到的回答就是扩张罐坏了要更换, 而更换报价近万元。
经过多方面的研究和摸索, 大概设想分析出扩张罐的内部结构, 也知道了扩张罐内是充有氮气的, 而氮气的显著特点就是化学性质稳定、热膨胀系数小。根据压力随温度高低而升降, 我们认为是系统的热膨胀稳定度下降了。物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压 (p一定) 下单位温度变化所导致的体积变化, 即热膨胀系数表示:热膨胀系数α=ΔV/ (V×ΔT) 。式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变, V为物体体积。严格说来, 上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似;准确定义要求ΔV与ΔT无限微小这也意味着, 热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。温度变化不是很大时α就成了常量, 可以把固体和液体体积膨胀表示为:Vt=V0 (1+3αΔT) 。
这里我们重点探讨一下扩张罐的作用, 扩张罐的主要功能是保持系统压力和补充冷却液。在一个封闭的液冷却系统中, 由于温度的升高会导致冷却液的膨胀, 因而需要有一个提供其扩张的空间。由于氮气的化学性质稳定膨胀系数较小, 在冷却液膨胀时压缩氮气使冷却系统内部保持一定压力;在温度降低导致冷却液收缩时, 则氮气扩张把扩张罐腔内的冷却液挤压补充到水冷循环系统中去, 从而使冷却系统内部的压力保持在合适的水平。在日常工作中如更换功放等操作引起冷却液的丢失, 利用氮气膨胀保持液室和气室压力平衡, 把扩张罐腔内的冷却液通过活塞挤压补充到水冷循环系统中去这些冷却液量可平衡冷却液的损失。
分析认为是由于某种原因致使扩张罐气室内的氮气泄露了, 导致压力下降;经过多次补液, 气室内的氮气越来越少, 液室里的冷却液越来越多, 导致系统的膨胀系数越来越大, 在温度略有变化的情况下, 系统压力都有明显升高或降低。经过细致的分析准备, 我们认为可以试着给扩张罐内充氮气。首先把扩张罐充气阀门周围涂上硅胶, 以密闭可能存在的微细的漏气点。等待硅胶完全干结后, 关闭VH11以把扩张罐和循环系统脱离开, 在DV11上接一软管以控制冷却液流向以便于收集冷却液, 小心打开DV11放出冷却液, 当不再有冷却液流出时把充氮气的装置接到扩张罐底部的充气阀门上开始充气 (此时DV11必须依然置于打开状态, 充气后会继续流出冷却液) , 直到没有冷却液流出且充气压力达到2.0时关闭DV11并拿掉充气装置, 最后打开VH11使扩张罐就与循环系统联通。这时压力一般在1.8 MPa左右, 冷却液在扩张罐内的体积约为扩张罐容积的1/6。
经过这样处理, 两年来水冷系统压力稳定, 运行状况良好。这个维修方案只用了一个周二下午的正常维护时间和300元用以购买配套充气嘴及液态氮气的费用。相比较于与购买新的扩张罐所需要的万元费用和厂商邮寄所需要的漫长时间, 具有高效实用的特点和较高的经济价值。
4 结语
本文阐述了在多年的使用和维护过程中, 对于R&S公司的NH7100V型电视发射机水冷系统室外热交换器维护所总结的方法, 以及通过对进口发射机故障进行的探索性分析研究, 并在安全可靠的前提下运用简单的方法加以解决, 既经济和高效的保证安全播出, 也使大家在摸索的过程中加深了对机器的了解, 为以后的维护工作积累了经验。特撰写小文与广大同仁老师探讨, 敬请指教。
参考文献
[1]杨科人, 李志农, 朱少为.一种新颖温度控制系统的设计[J].吉安师专学报, 1998 (6) .