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MEMS安保装置技术国内外发展研究现状

时间:2018-08-14 15:12来源:毕业论文
传统安全保险机构具有尺寸过大,零件数目繁多,装配复杂,加工不方便,抗过载能力差等缺点。1994年,美国就针对应用于鱼雷的安全保险器件进行了研究,并将MEMS技术于这种保险器件
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传统安全保险机构具有尺寸过大,零件数目繁多,装配复杂,加工不方便,抗过载能力差等缺点。1994年,美国就针对应用于鱼雷的安全保险器件进行了研究,并将MEMS技术于这种保险器件结合起来,用于提高鱼雷引信的作用可靠性。这种MEMS安保器件相比传统的安保机构,体积大大减小,安全性也更高,能够在复杂的水环境下可靠的执行保险与解保功能[7]。1995年,美国国防部又关于MEMS技术作了一个专题报告,该项报告列出的数十项应用领域中,位于第一项的是引信。包括了MEMS技术在安保装置上的应用,除此之外,还有应用于引信的传感器、微型开关、微型电源、MIMU(微型惯性测量组合)和集成射频电子部件等的研究[8]。1998年Charles H Robinson就在发表的专利中提出了一种依靠环境力来解除保险的MEMS安全保险器件,该MEMS安全保险器件是通过一个后坐的滑块来感受后坐发射环境,从而解除一道保险,再由一个命令锁达到延期的目的,接着一个滑块在离心力的作用之下运动到位,此时传爆序列对正,引信完全解除保险进入待发火状态[9-10]。如图1.3为该MEMS安全保险器件的结构图。26971
 应用于OICW高爆空爆弹的MEMS安全保险器件示意图
图1.3  应用于OICW高爆空爆弹的MEMS安全保险器件示意图
2003年,Koehler等人采用悬臂梁作为后坐保险机构,开发出一种分层式MEMS安保装置。这种装置突破了MEMS装置一直以来的为平面结构的设计思想,由体硅工艺制作,结构简单又小巧[11]。 2010年, Helene Pezous等人提出了一个安全保险(SAF)装置,在同一硅点火芯片上联合了机械解除保险单元和电子安保功能。MEMS安全保险装置系统在安全模式下存储时,屏蔽层被锁定并与点火电路接地(如图1.4a)。加速力撤回底层的惯性销,首先是机械解除保险,点燃微执行器腔体内的含能材料,并产生气体推动屏蔽层到解除保险位置。然后,安全保险装置解除电子保险(如图1.4b),产生的能量将引燃猛炸药[12]。论文网
  图1.4  在安全模式下MEMS器件SAF的作用过程(a)以及电子解除保险和点火(b)
一种分布式安全保险系统主要利用解保控制单元产生一个解保命令来选择系统中的微雷管,实现分布式起爆。其安全保险器件的功能是通过移动带有起爆药装药的弹簧滑块来实现的,在安全位置时起爆药与二级爆炸元件隔开,保证爆炸序列断开。在收到解保命令时,滑块将起爆药移动到与雷管、二级装药对正,形成一个连续的爆炸序列。机电式MEMS安全与解除保险装置按照微驱动方式的不同,可分为电磁驱动式、电热驱动式、电火药驱动式以及形状记忆合金驱动式等等[13]。这些不同结构和原理的安保装置,各有不同的优缺点,也适用于不同的环境。
随着技术的不断进步,MEMS得到各国的高度重视,已有大量的人力物力投入研究。MEMS安保装置构件也经过不断的改革和创新,发展非常迅速,结构呈现出多样化、多层次。我国对MEMS安保装置的研究起步较晚,目前尚未掌握火工品安保内置的基础理论和关键技术,MEMS技术相对落后,其发展从最初的仿制,到模仿国外装置研究,但仿制出来的MEMS安保机构安全可靠性不高,后来便开始尝试自主设计。近年来已逐渐往自主创新的方向发展,但技术尚不成熟,制约发展的瓶颈主也要是工艺和封装方面的问题,要想突破瓶颈,还需进一步提高自主研发和自主创新的能力,加大研究力度,提高MEMS工艺封装水平。只有这样,才能促进MEMS安全保险装置的进一步发展,不断的优化设计。 MEMS安保装置技术国内外发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_21297.html
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