[实用新型]一种太空饮水供应控制器

说明书

【技术领域】

本实用新型属于太空航天员饮水供应子系统自动控制技术领域，特别涉及一种太空饮水供应控制器。

【背景技术】

随着我国“神舟一号”到“神舟十号”系列太空飞船、天宫一号、天宫二号、嫦娥等航天器任务发射成功，国产空间站项目正在加紧研制中，空间站项目是我国开展的非常复杂的重大载人航天项目，由于太空的真空、失重、辐照、昼夜温差大等恶劣条件不适合人类生活，人类探索太空则必须在太空建立适合人生活的环境，空间站是一种航天员在太空生活、试验的太空设备，太空航天员饮水控制器是其必备的一种电子控制设备。

随着集成电路技术的高速发展，用于电子控制系统的商业级、工业级高性能处理器等集成电路规格、品种已非常丰富，价格也非常低廉，也不存在发达国家对其“禁售”的政策，采用这些商业级、工业级集成电路实现电子设备的方案非常多，但这些商业级、工业级集成电路没有抗辐照技术指标，由其实现的电子设备也不具有抗辐照性能，其不能应用于具有高能粒子的太空辐照恶劣环境中，因为工作在辐照环境中的电子设备会发生单粒子效应，如单粒子翻转会使电子设备发生控制误动作，单粒子闩锁会使电子设备电地短路而烧毁，单粒子累积效应也会使电子设备发生永久故障而失去功能，因此不能选用商业级、工业级元器件设计实现太空饮水控制器。

太空电子控制设备需要选用具有抗辐照技术指标的宇航级元器件进行设计实现，但我国航天技术起步较晚，研制的宇航电子设备主要基于进口宇航级元器件设计实现，由于发达国家往往“禁售”这些器件，造成宇航电子设备研制往往受制于人，这样迫切需要研发基于国产宇航级元器件的宇航电子设备，实现100％元器件自主可控，而在国家大力支持下研发成功的国产宇航级元器件为国产宇航电子设备的研制提供了物质基础。

现有技术中太空饮水供应子系统自动控制设备，适用于空间站饮水供应子系统相关部件(抽吸泵、输送泵、压控阀、压力传感器等)的供配电和自动控制，以及相关设备工作状态的报警指示等，控制器与相关部件之间的互连关系如附图1所示。传统的太空电子控制设备往往采用软件/硬件结合的基于抗辐照处理器嵌入式系统结构，传统的太空饮水控制器实现原理框图如附图2所示，虽然系统的功能强大、控制灵活、体积小，但由于系统的最小组成中需要选用宇航级处理器、存储器、FPGA等中、大规模高性能集成电路，其价格高达数万、甚至十几万，有其实现的电子设备成本高昂，因此需要研制较低价格的太空饮水控制器。

【实用新型内容】

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种太空饮水供应控制器，实现了空间站饮水供应子系统相关部件(抽吸泵、输送泵、压控阀、压力传感器等)的供配电和自动控制，大幅度降低太空饮水供应控制器成本。

一种太空航天员饮水供应控制器，包括供电系统和控制系统，其中，

所述供电系统给空间站饮水供应子系统的设备和自动控制系统供电，所述设备包括输送泵、抽吸泵、压控阀A、压控阀B和液压传感器；

所述控制系统包括按钮控制系统和自动报警指示系统，所述按钮控制系统包括九个按钮控制，分别为开电源、关电源、开水泵、开抽吸泵、关抽吸泵、开压控阀A、关压控阀A、开压控阀B、关压控阀B按钮；其中，开电源、关电源按钮连接到继电器线包负端上，通过控制继电器对母线电源进行开或关；开水泵、开抽吸泵、关抽吸泵三个按钮连接单稳电路和指令驱动电路，然后与水泵和抽吸泵连接，控制启动水泵及抽吸泵的开和关；开压控阀A、关压控阀A、开压控阀B、关压控阀B四个按钮连接单稳电路，再通过固态继电器和固态继电器分别连接压控阀A和压控阀B，控制压控阀A或压控阀B的开和关；

所述自动报警指示系统包括四个报警指示灯，分别为上电绿色指示灯、液满绿色指示灯、液空红色指示灯、抽吸泵故障红色指示灯；抽吸泵转速状态信号与电压比较器，然后连接到延迟电路上，经灯驱动电路后接四个报警指示灯；液态压力传感器信号采集通道连接电压比较器后分成两个子部分，一个子部分连接到单稳电路再分成两部分，一路接固态继电器和固态继电器控制端分别控制压控阀A和压控阀B，另一路接指令驱动电路，然后与水泵和抽吸泵连接，控制水泵启动和抽吸泵开和关；另一个子部分连接延迟电路，经灯驱动电路后接指示灯。