一种便携式点火控制系统及方法

本发明属于点火控制领域，具体涉及一种便携式点火控制系统及方法。

背景技术：

1、爆炸测试装置是一种用于测试不同状态的粉尘在一定空间内燃烧爆炸产生的威力和伤害情况，通常在球形罐体内进行。爆炸测试装置主要应用在矿山生产、水泥生产、化工生产，弹药测试等方面，由于粉尘一旦爆炸影响可能是灾难性，会导致巨大的财产损失，并对人员生命造成严重的威胁。因此通过爆炸测试装置，研究爆炸的具体数据，有助于选择防止粉尘爆炸的方法以及保护措施，将爆炸的伤害降低到可控的范围。

2、现有技术中：

3、专利《一种粉尘爆炸测试系统》(丁小勇、李丹、黄家瑛、邱娇、邹杨君.专利号202122076445.6)介绍了一种粉尘爆炸测试系统，该系统虽然能够进行粉尘爆炸测试，其不足在于：1)电磁阀的通断由人工控制，不够灵活、高效；2)不能设置喷粉时间、喷粉与点火间隔时间、点火延迟时间，不方便控制喷粉数量与点火时长；3)缺乏触控屏，人机交互采用传统按钮，操作不够方便、快捷。

4、专利《一种可燃物爆炸测试装置及测试方法》(王秋红，万洪祥，孙金华邓军，罗振敏，等.专利号202310529713.6)公开了一种可燃物爆炸测试装置及测试方法，该装置虽能进行多种可燃物粉尘的爆炸测试，其不足在于：1)无法自动检测爆炸罐盖是否关紧，需人工操作确认；2)装置需要连接上位机才能够操作使用，不够小巧、方便；3)采用脉冲点火，点火能量较小，使用范围有限；4)不能设置喷粉时间、喷粉与点火间隔时间、点火延迟时间，不方便控制喷粉数量与点火时长。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种便携式点火控制系统及方法，能够实时监测罐内压力数据，能够将系统状态信息和操作步骤实时显示在触摸显示屏上，能够通过触摸显示屏设置喷粉时间、喷粉与点火间隔时间、点火延迟时间，点火过程皆由控制模块自动化操纵，点火全过程安全、快速、高效。

2、实现本发明目的的具体技术方案为：

3、一种便携式点火控制系统，包括主控单元、串口通信单元、ad转换单元、压力测量单元、罐盖关紧检测单元、放大单元、继电器矩阵、点火控制单元、触摸显示屏及电源及外围单元；

4、所述主控单元分别与串口通信单元、ad转换单元、放大单元、罐盖关紧检测单元连接，用于实现对整个点火控制系统的控制；

5、所述的ad转换单元与压力测量单元连接，所述压力测量单元用于基于压力传感器检测储气罐、爆炸罐的罐内压力；

6、所述的串口通信单元与触摸显示屏连接；

7、所述放大单元与继电器矩阵连接，所述继电器矩阵与点火控制单元连接；所述的电源及外围单元输出端经过分压、滤波后与主控制单元、串口通信单元、ad转换单元、压力测量单元、罐盖关紧检测单元、放大单元、继电器矩阵、点火控制单元、触摸显示屏连接。

8、进一步的，所述触摸显示屏向主控制单元发送指令；

9、所述ad转换单元将压力测量单元检测的压力信号由模拟量转换成数字量，实时监测储气罐内压力；

10、通过触摸显示屏向主控单元发送点火指令，主控单元依次根据信号控制放大电路选通继电器矩阵中的相应继电器，从而控制样品罐向爆炸罐内喷粉，喷粉结束后，主控单元进行点火，从而实现爆炸罐内的粉尘爆炸，之后控制继电器断开。

11、本发明还提供一种基于上述系统的便携式点火控制方法，包括以下步骤：

12、步骤1、根据需求设置喷粉时间、喷粉与点火间隔时间，点火延迟时间；

13、步骤2、打开爆炸管与样品罐之间的阀门，同时实时监测储气罐内的压力；

14、步骤3、主控单元控制储气罐与样品罐之间的电磁阀打开，储气罐与样品罐之间的单向气动阀自动打开，样品罐内的粉尘扬至爆炸罐；

15、步骤4、根据设置的喷粉时间，当喷粉结束后，主控单元控制储气罐与样品罐之间的电磁阀关闭，储气罐与样品罐之间的单向气动阀也随之自动关闭；

16、步骤5、喷粉结束一定时间后，主控单元控制点火控制单元点火，直至达到设置的点火延迟时间，完成点火。

17、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

18、(1)本发明通过压力测量单元、罐盖关紧检测单元，可以自动检测爆炸罐盖是否关紧，同时可以对罐内压力进行实时监测，保证在点火控制过程中的安全；

19、(2)本发明的方案通过设置触摸显示屏，可以通过触摸显示屏设置喷粉时间，自由控制爆炸测试所需粉末的数量；可以通过触摸显示屏设置喷粉与点火间隔时间，方便准确控制爆炸点火的时机；可以通过触摸显示屏设置点火延迟时间，灵活控制爆炸点火时长；使得点火控制过程操作方便、快捷，数据显示清晰，操作过程可视化；

20、(3)本发明的方案通过主控单元，通过继电器的通断来控制电磁阀及点火过程，自动化程度高，设置隔离电源，隔离外部电平干扰；

21、(4)本发明的方案应用范围广，可以对诸如方形、球形等各种封闭式爆炸测试系统进行点火，可用于各种粉末爆炸测试，点火系统小巧，灵活，携带方便；具备异常终止功能，点火过程出现异常，可以终止，安全性好。

22、下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

技术特征：

1.一种便携式点火控制系统，其特征在于，包括主控单元、串口通信单元、ad转换单元、压力测量单元、罐盖关紧检测单元、放大单元、继电器矩阵、点火控制单元、触摸显示屏及电源及外围单元；

2.根据权利要求1所述的便携式点火控制系统，其特征在于，所述触摸显示屏向主控制单元发送指令；

3.根据权利要求1所述的便携式点火控制系统，其特征在于，所述主控单元包括主控芯片(u4)；

4.根据权利要求3所述的便携式点火控制系统，其特征在于，所述串口通信单元包括第一通信芯片(u6)、第二通信芯片(u7)、第一电容(c1)、第二电容(c2)、第三电容(c3)、第四电容(c4)、第五电容(c5)、第十一电容(c11)、第二十一电容(c21)、第三十一电容(c31)、第四十一电容(c41)、第五十一电容(c51)；

5.根据权利要求3所述的便携式点火控制系统，其特征在于，所述点火控制单元中，第一接口芯片(j1)的1引脚、2引脚接主控芯片(u4)的cn2通道的15引脚、16引脚，第一接口芯片(j1)的3引脚接第一继电器(rj1)的4引脚，4引脚接第二继电器(rj2)的4引脚，5引脚、6引脚相连通过第三三极管(t3)后接第三继电器(rj3)的4引脚，7引脚、8引脚相连通过第四三极管(t4)后接第四继电器(rj4)的4引脚，9引脚、19引脚悬空，10引脚、20引脚分别接第五继电器(rj5)的1引脚、3引脚，11引脚、12引脚、13引脚、14引脚、15引脚、16引脚、17引脚、18引脚接地；

6.根据权利要求1-5任意一项系统的便携式点火控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的便携式点火控制方法，其特征在于，在点火前，主控单元通过在储气罐、爆炸罐上设置的压力测量单元实时检测压力值，并通过罐盖关紧检测单元判断爆炸罐的罐盖是否关紧，若爆炸罐罐盖未关紧，主控单元控制中止一切操作，直到罐盖关紧。

8.根据权利要求6所述的便携式点火控制方法，其特征在于，第三压力传感器接口(j3)和第四压力传感器接口(j4)将检测得的储气罐和爆炸罐的压力信息发送给ad转换单元，经ad转换以后，将得到的压力信息发送给主控单元，经主控单元处理，最后将压力值发送给触摸显示屏并显示。

技术总结本发明公开了一种便携式点火控制系统及方法，其中触摸显示屏通过串口向主控制单元发送指令，AD转换单元将压力测量单元检测的压力信号由模拟量转换成数字量，实时监测两个储气罐内压力；通过触摸显示屏通过RS232串口向主控单元发送点火指令，主控单元依次根据信号控制放大电路选通继电器矩阵中的相应继电器，从而控制样品罐向爆炸罐内喷粉，喷粉时间结束后，主控单元控制点火，从而实现爆炸罐内的粉尘爆炸，点火延迟时间结束后，控制继电器断开，结束点火。本发明的方案应用范围广，可以对各种封闭式爆炸测试系统进行点火，用于各种粉末爆炸测试，点火系统小巧，灵活，携带方便，具备异常终止功能，点火过程出现异常，可以终止，安全性好。技术研发人员：高强,侯润民,侯远龙,李勃,龚永昌,姬裕莹,严来福受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/6