[發明專利]一種侵徹引信用電容傳感器

有效

• 申請號: 202011467713.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112629569B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 隋麗;汪德武;于昊塬;賀元吉;蘇懷維;陳華;石庚辰;張力;陳潤峰;閭冰;邱泓程;段雨涵
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01D5/241
• 分類號: G01D5/241;F42C19/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發明涉及電容傳感器技術領域，具體涉及一種侵徹引信用電容傳感器。一種侵徹引信用電容傳感器，其技術方案是：傳感器下蓋上表面置有電介質薄膜，其與外殼相連接，構成傳感器的定極板；敏感元件由第一壓簧支撐，構成傳感器的動極板；敏感元件和鈦合金墊片由第二壓簧相連接；絕緣套筒安裝在外殼和敏感元件之間，實現了定極板與動極板之間的絕緣；電極板安裝在外殼和鈦合金墊片之間，電極板的上下表面鍍有電極，上電極與外殼接觸，下電極與鈦合金墊片接觸。敏感元件在受到大于彈簧抗力的慣性力后向下運動，電容器動、定兩個極板間距離減小，從而產生變化的電容信號，使引信在侵徹硬目標的情況下能夠實現計層識別。

技術領域

本發明涉及電容傳感器技術領域，具體涉及一種侵徹引信用電容傳感器。

背景技術

侵徹引信是侵徹彈藥對多層硬目標進行高效毀傷的關鍵，其核心是在高過載環境條件下的自適應起爆控制技術。在侵徹多層硬目標過程中，對于采用計層識別原理的侵徹引信來說通常要求其能夠準確獲取與識別穿層信號，并在預先設定的層數起爆，以達到最大毀傷效果。侵徹傳感器作為侵徹引信的前級敏感元件，其對穿層信號的可靠獲取是侵徹彈藥實現定時定點起爆的基礎，也是當前侵徹彈藥的主要研究方向之一

傳統的穿層信號獲取方式多采用高g值加速度傳感器，在彈速比較低的情況下，高g值加速度傳感器獲取的穿層信號容易識別，能夠準確地進行層數判斷。但在打擊更多防護層(或更多層甲板)下的目標時，彈丸的侵徹速度大大增加，同時彈丸的長度和質量也隨之增加，由此帶來穿層過程中加速度傳感器獲取的侵徹信號出現粘連的現象，嚴重影響控制系統對穿層識別，給計層起爆控制帶來嚴重挑戰。因此傳感器能否準確獲取穿層信號是其能否應用于侵徹引信的關鍵。

目前國內外侵徹傳感器大多采用高g值加速度傳感器，其類型主要有壓阻式、壓電式、電容式。這幾種高g值加速度傳感器都是通過檢測加速度信號來獲取穿層信息進而實現穿層識別的，其加工基本都需采用微機械加工技術，工藝較為復雜。同時，其獲得的加速度信號往往還疊加了彈體振動信號及其它干擾信號，在進行多層硬目標侵徹時容易造成層間信號的粘連，這就給計層識別帶來了巨大困難。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種侵徹引信用電容傳感器，能夠在侵徹多層硬目標時準確獲取穿層信號。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的。

一種侵徹引信用電容傳感器，包括：外殼、下蓋、絕緣層、敏感元件、電極板、墊片、第一壓簧、第二壓簧、絕緣套筒；外殼、下蓋、敏感元件、第一壓簧、第二壓簧和墊片均為金屬材質；

所述下蓋提供傳感器的定極板，其與所述外殼相連接；敏感元件提供傳感器的動極板，其由第一壓簧支撐；敏感元件和墊片由第二壓簧相連接，并安裝在下蓋和外殼組成的空間中；動極板與定極板之間具有相對運動的空間；

所述絕緣套筒安裝在所述外殼和所述敏感元件之間，實現定極板與動極板之間的絕緣；下蓋的內表面具有絕緣層，以實現與敏感元件之間的絕緣；墊片與外殼絕緣；

所述電極板安裝在外殼和墊片之間，電極板表面鍍有第一電極和第二電極；第一電極與所述外殼接觸，第二電極與所述墊片接觸；第一電極連接靜電極信號線，第二電極連接動電極信號線，靜電極信號線和動電極信號線通過外殼開設的引出孔引出；

在傳感器處于侵徹狀態時，敏感元件壓縮所述第一壓簧，脫離與電極板之間的接觸，向靠近下蓋的方向運動，使得定極板與動極板間的電容產生變化。

優選地，所述第一壓簧提供初始預壓力，使傳感器未處于侵徹狀態時敏感元件始終與墊片緊密接觸。

優選地，所述第二壓簧在敏感元件的整個運動過程中始終處于壓縮狀態，敏感元件和墊片無需設置與第二壓簧相連接的槽口。

優選地，所述第一電極和第二電極分別制備在所述電極板的上、下表面；第一電極位于電極板的邊緣，與外殼緊密接觸；第二電極位于電極板的中間部分，與所述墊片接觸。