[實用新型]一種太空污水收集控制器

有效

• 申請號: 201520402747.X
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN204759088U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 張遂南
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本實用新型屬于太空污水處理子系統自動控制技術領域，特別涉及一種太空污水收集控制器。

【背景技術】

隨著我國“神舟一號”到“神舟十號”系列太空飛船、天宮一號、天宮二號、嫦娥等航天器任務發射成功，國產空間站項目正在加緊研制中，空間站項目是我國開展的非常復雜的重大載人航天項目，由于太空的真空、失重、輻照、晝夜溫差大等惡劣條件不適合人類生活，人類探索太空則必須在太空建立適合人生活的環境，空間站是一種航天員在太空生活、工作的人造太空設備，而太空污水收集控制器是其污水處理子系統必配的一種電子控制設備。

隨著集成電路技術的高速發展，用于電子控制系統的商業級、工業級高性能處理器等集成電路規格、品種已非常豐富，價格也非常低廉，也不存在發達國家對其“禁售”的政策，采用這些商業級、工業級集成電路實現電子設備的方案非常多，但這些商業級、工業級集成電路沒有抗輻照技術指標，由其實現的電子設備也不具有抗輻照性能，其不能應用于具有高能粒子的太空輻照惡劣環境中，因為工作在輻照環境中的電子設備會發生單粒子效應，如單粒子翻轉會使電子設備發生控制誤動作，單粒子閂鎖會使電子設備電地短路而燒毀，單粒子累積效應也會使電子設備發生永久故障而失去功能，因此不能選用商業級、工業級元器件設計實現太空污水收集控制器。

太空電子控制設備需要選用具有抗輻照技術指標的宇航級元器件進行設計實現，但我國航天技術起步較晚，以前研制的宇航電子設備主要基于進口宇航級元器件設計實現，由于發達國家往往“禁售”這些器件，造成我國的宇航電子設備研制往往受制于人，這樣迫切需要研發基于國產宇航級元器件的宇航電子設備，實現100％元器件自主可控，而在國家大力支持下研發成功的國產宇航級元器件為國產宇航電子設備的研制提供了物質基礎。

現有技術中的太空污水處理子系統自動控制設備，適用于空間站污水處理子系統相關部件(風機、水汽分離器、沖洗水定量泵、處理劑定量泵、自鎖閥、壓力傳感器等)的供配電和自動控制，以及相關設備工作狀態的自動報警指示等，控制器與相關部件之間的互連關系如附圖1所示。傳統的太空電子控制設備往往采用軟件/硬件結合的基于抗輻照處理器的嵌入式系統結構，傳統的太空污水收集控制器實現原理框圖如附圖2所示，雖然系統的功能強大、控制靈活、體積小，但由于系統的組成中需要選用宇航級處理器、存儲器或FPGA等中、大規模高性能集成電路，其價格高達數萬、甚至數十萬，由其實現的電子設備價格非常高昂，因此需要研制較低成本的太空污水收集控制器。

【實用新型內容】

針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種太空污水收集控制器，實現了太空污水收集子系統相關部件供配電控制及操作的自動化，大幅度降低太空污水收集控制器成本。

一種太空污水收集控制器，包括供電系統和自動控制系統，其中，

所述供電系統給空間站污水處理子系統的設備和自動控制系統供電，所述設備包括風機、水汽分離器、沖洗水定量泵、處理劑定量泵、自鎖閥和壓力傳感器；

所述控制系統包括按鈕控制系統和自動報警指示系統，所述按鈕控制系統包括九個按鈕控制，分別為開電源、關電源、開風機、關風機、開分離器、關分離器、開沖洗水定量泵、開處理劑泵和清液滿指示燈按鈕；開電源和關電源按鈕信號通過繼電器線包對母線電源進行開或關；開風機、關風機、開分離器和關分離器按鈕信號依次通過觸發器、指令驅動電路和雙電子開關，控制風機和分離器的開或關；開沖洗水定量泵、開處理劑泵按鈕信號分成兩路，一路連接延遲電路，再通過燈驅動電路后接指示燈；一路連接單穩電路，再通過指令驅動電路，控制處理劑泵和沖洗水定量泵開啟；清液滿指示燈按鈕信號依次通過延遲電路、燈驅動電路和指示燈，控制液滿紅色指示燈的關閉；

所述自動報警指示系統包括六個報警指示燈，分別為上電綠色指示燈、液滿紅色指示燈、風機故障紅色指示燈、分離器故障紅色指示燈、沖洗水定量泵故障紅色指示燈和處理劑故障紅色指示燈；風機轉速狀態信號、分離器轉速狀態信號、沖洗水定量泵轉速狀態信號、處理劑泵轉速狀態信號和液體壓力傳感器信號采集通道均通過電壓比較器連接到延遲電路，再通過燈驅動電路與六個報警指示燈連接；動態壓力傳感器信號采集通道通過電壓比較器、連接到單穩電路、固態繼電器控制端上，控制自鎖閥電源的開或關。