CN102230877A

CN102230877A - 炸药撞击感度仪

Info

Publication number: CN102230877A
Application number: CN 201110089222
Authority: CN
Inventors: 吕春玲; 张景林; 靳荣桃; 周得才
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2031-04-11
Also published as: CN102230877B

Abstract

本发明涉及炸药性能检测装置，具体是一种炸药撞击感度仪。本发明解决了现有撞击感度试验装置测试一致性差、测试精度不高、以及测试条件难以保证的问题。炸药撞击感度仪包括落锤升降及定位机构、落锤固定及释放机构、撞击装置机构、光控防二次撞击机构、以及整体控制机构；所述落锤升降及定位机构包括基座、垂直固定于基座上表面的升降导轨、水平固定于升降导轨顶端的上固定板、以及其端部与升降导轨滑动连接的升降板；所述落锤固定及释放机构包括落锤、落锤吸罩、以及真空泵连接管。本发明兼具了卡斯特和12型工具两种试验结构特性，不仅能用于检测炸药的撞击爆炸概率和特性落高等感度性质，还能用于检测炸药的安全性能。

Description

炸药撞击感度仪

技术领域

本发明涉及炸药性能检测装置，具体是一种炸药撞击感度仪。

背景技术

撞击感度是检测炸药安全性的最重要的项目之一，是指炸药在机械撞击作用下发生爆炸的难易程度。通过对炸药撞击感度的测定研究，可直接有效地衡量炸药在生产、运输、储存和使用过程中的安全性。

撞击感度仪是为了测定炸药的撞击感度而研制的，其基本工作原理为：将装有一定量炸药试样的撞击装置放入专门用的定位装置中，不同质量的重锤通过高度提升装置提升到一定的高度后由释放装置释放，重锤自由下落撞击试样，反跳后由反跳接锤装置接住重锤，防止其二次下落撞击试样，同时判断试样的试验结果爆或不爆。

自1906年卡斯特提出撞击感度仪的报告至今，撞击感度仪的研发和改进已有近一个世纪的历史了。各国在对卡斯特撞击感度仪使用和改进的过程中，也同时研发制定了多种不同的测量方法和仪器。1996 年联合国“危险货物运输委员会”推荐前苏联的测量仪器与方法，作为测量炸药撞击感度的测量方法之一，并建议各国政府在建立标准时予以采纳。

在国外，各国设计了各种不同类型、不同规格的撞击感度仪，尽管结构和传动方案千差万别，但是它们的基本运动形式基本相同，且都采用手动控制方式，如联邦德国材料试验所的BAM撞击感度仪，其采用框架结构，重锤的升降和释放通过电磁铁进行控制；西欧和北美大都使用的三柱式撞击感度仪，其整体性较好；法国的煤炭研究中心（CERCHAR）的撞击感度仪，其重锤为30kg，最大落高为4m；美国海军军械实验室设计的O-M撞击感度仪，也采用电磁铁作为重锤的释放装置。

而国内炸药撞击感度标准装置是在前苏联测量仪与方法的基础上，根据 20 世纪 90 年代初国内外发展情况提出的，目的在于统一我国国防系统内炸药感度量值并实现准确传递与国际间比对。根据国军标GJB772A-97的规定，撞击感度有三种试验方法，即爆炸概率法、特性落高法和12型工具法，试验所采用的撞击感度仪主要有两种类型，一种是卡斯特型，另一种是12型工具法型，但两种类型仪器都是以前苏联的老式卡斯特撞击感度仪为基础原形而设计制造的WL型落锤仪。南京理工大学在二十世纪九十年代研制的撞击感度仪采用电动机提升重锤，利用磁栅并配上显示表头，手动调节重锤高度，采用齿条和卡笋接锤装置实现接锤，但由于拉锤的钢丝存在弹性变形，所以高度定位既不精确也不方便，同时由于受齿条和卡笋接锤装置机械结构可靠性的限制，常会使接锤动作不可靠甚至试验失败；此外，重庆大学、太原理工大学及上海材科研究所研制的撞击感度仪各自进行了一定的改进。但这些改进工作一般都集中在改善试验手动操作，提高自动化程度方面。

而事实上，目前国内主要使用的WL型落锤仪还主要存在试验精度不高的问题，尤其是在进行炸药特性落高试验时常常导致平行试验数据的一致性很差。其主要原因包括两个方面，一是由电磁铁进行控制的重锤释放过程会不同程度地导致重锤无法以自由落体状态下落；二是重锤下落过程中与导轨间的摩擦作用会不同程度地导致重锤无法以自由落体状态下落，这样势必会对试验结果产生影响。

综上所述，现有撞击感度试验装置普遍存在测试一致性差、测试精度不高、以及测试条件难以保证的问题。基于此，有必要针对现有撞击感度试验装置的结构进行改进设计，以有效提高撞击感度的试验精度。

发明内容

本发明为了解决现有撞击感度试验装置测试一致性差、测试精度不高、以及测试条件难以保证的问题，提供了一种炸药撞击感度仪。

本发明是采用如下技术方案实现的：炸药撞击感度仪，包括落锤升降及定位机构、落锤固定及释放机构、撞击装置机构、光控防二次撞击机构、以及整体控制机构；所述落锤升降及定位机构包括基座、垂直固定于基座上表面的升降导轨、水平固定于升降导轨顶端的上固定板、以及其端部与升降导轨滑动连接的升降板；上固定板上表面安装有滑轮组，滑轮组上缠绕有升降绳；升降绳一端连接有卷轮，另一端下垂固定落锤固定及释放机构；所述落锤固定及释放机构包括落锤、落锤吸罩、以及真空泵连接管；落锤吸罩上端与升降绳固定，落锤吸附固定于落锤吸罩下端，落锤吸罩侧壁与升降板固定，落锤吸罩的腔壁上开有真空泵连接孔，真空泵连接管通过真空泵连接孔与落锤吸罩内腔连通；所述光控防二次撞击机构包括下固定板、光敏传感器、网罩、以及两端开口的箱体；下固定板水平固定于升降导轨上，光敏传感器固定于下固定板上表面，光敏传感器的输出端连接有光敏制动阀，光敏制动阀的输出端连接有销子；箱体固定于下固定板上表面中央，网罩围设于箱体上端面；箱体内设有弹簧和滑块；弹簧垂直固定于下固定板上表面，滑块侧壁与箱体侧壁滑动连接，滑块上开有开口向下的凹槽，弹簧上端嵌于凹槽内；滑块侧壁开有插孔，销子穿过箱体侧壁延伸入插孔内；光敏传感器的光路通过箱体上方中心；所述整体控制机构包括标尺、以及刻度监控探头；标尺垂直固定于上固定板下表面，且标尺与升降导轨平行；刻度监控探头与升降板固定，且刻度监控探头与标尺的刻度位置正对；标尺上端固定有上限位开关，标尺下端固定有下限位开关，上限位开关和下限位开关均与升降导轨接触；卷轮上联接有减速机；所述撞击装置机构包括上击柱、下击柱、固定套、以及底座；上击柱位于落锤正下方；下击柱位于上击柱下方，且下击柱上端与上击柱下端位置正对；固定套位于箱体内，且固定套固定于下固定板上表面中央；上击柱和下击柱均安装在固定套中央。所述上击柱和下击柱与固定套之间的安装结构为本领域技术人员容易实现的结构，可以有多种结构变形。

工作时，将真空泵连接管与真空泵连接，将刻度监控探头与外部显示屏连接，并在撞击装置机构中的上击柱和下击柱之间放置炸药试样。启动真空泵，通过对落锤吸罩内腔抽真空将落锤吸附固定在落锤吸座上，然后关闭真空泵，落锤以自由落体状态释放后作用于上击柱，上击柱撞击炸药试样，由此检测炸药的撞击敏感度或撞击安全性。落锤撞击上击柱前的瞬间，光敏传感器检测到落锤下落并随之开启光敏制动阀，光敏制动阀驱动销子从滑块侧壁的插孔内抽出，滑块在弹簧推动下向上运动，从而在落锤撞击后接住落锤，防止落锤二次下落撞击上击柱。调节减速机的升降速度（长距离升降时选用控制柜上的升降按钮，短距离升降时选用控制柜上的点动升降按钮，微距离升降时选用微调手轮），升降绳的长度随卷轮进行伸缩，升降板沿升降导轨进行升降，从而改变落锤固定的高度。通过改变落锤固定的高度，并在不同高度释放落锤撞击炸药试样，即可检测出炸药试样的撞击敏感度。升降板在升降过程中，上限位开关控制升降板的最高位置，下限位开关控制升降板的最低位置，固定在升降板上的刻度监控探头通过探测标尺上的刻度将即时刻度值（落锤的高度值）显示于外部显示屏上，以此实现落锤高度的精确控制。

与现有撞击感度试验装置相比，本发明所述的炸药撞击感度仪具有如下优点：一、采用真空泵控制落锤释放过程，克服了电磁铁控制落锤释放过程的不一致性，实现了释放落锤的完全自由落体状态，保障了测试条件的一致性，提高了测试精度和可靠性；二、采用光控防二次撞击机构，克服了齿条和卡笋接锤防二次撞击装置的弊端，提高了测试精度和可靠性；三、撞击装置部分兼具了卡斯特和12型工具两种试验结构特性，扩大了设备的应用功能和范围；四、通过刻度监控和高精度的升降控制实现了落锤高度的快速精确控制；由此，本发明所述的炸药撞击感度仪彻底有效地解决了现有撞击感度试验装置测试一致性差、测试精度不高、以及测试条件难以保证的问题。

进一步地，落锤吸罩内腔固定有（不同规格尺寸的）落锤吸座，（不同质量的）落锤通过（所对应）落锤吸座吸附固定于落锤吸罩下端。所述落锤吸座规格和尺寸根据实际需要而定。

本发明有效解决了现有撞击感度试验装置测试一致性差、测试精度不高、以及测试条件难以保证的问题，其根据炸药的性质及国家军用标准对炸药撞击感度和安全性的测试要求进行设计，运用了机械设计相关原理及方法，具有严谨，可行，适用，方便，安全，测试精度较高等特性。本发明兼具了卡斯特和12型工具两种试验结构特性，不仅能用于检测炸药的撞击爆炸概率和特性落高等感度性质，还能用于检测炸药的安全性能，具有检测适用范围广的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的落锤吸罩的结构示意图。

图3是撞击试验前本发明的撞击装置机构第一种结构（卡斯特试验结构）示意图。

图4是撞击试验后本发明的撞击装置机构第一种结构（卡斯特试验结构）示意图。

图5是撞击试验前本发明的撞击装置机构第二种结构（12型工具试验结构）示意图。

图6是撞击试验后本发明的撞击装置机构第二种结构（12型工具试验结构）示意图。

图中：1-基座，2-升降导轨，3-上固定板，4-升降板，5-滑轮组，6-升降绳，7-卷轮，8-落锤，9-落锤吸罩，10-真空泵连接管，11-真空泵连接孔，12-下固定板，13-光敏传感器，14-网罩，15-箱体，16-光敏制动阀，17-销子，18-弹簧，19-滑块，20-插孔，21-标尺，22-刻度监控探头，23-上限位开关，24-下限位开关，25-减速机，26-微调手轮，27-上击柱，28-下击柱，29-砂纸，30-固定套，31-击柱套，32-底座，33-落锤吸座。

具体实施方式

实施例一

炸药撞击感度仪，包括落锤升降及定位机构、落锤固定及释放机构、撞击装置机构、光控防二次撞击机构、以及整体控制机构；

所述落锤升降及定位机构包括基座1、垂直固定于基座1上表面的升降导轨2、水平固定于升降导轨2顶端的上固定板3、以及其端部与升降导轨2滑动连接的升降板4；上固定板3上表面安装有滑轮组5，滑轮组5上缠绕有升降绳6；升降绳6一端连接有卷轮7，另一端下垂固定落锤固定及释放机构；

所述落锤固定及释放机构包括落锤8、落锤吸罩9、以及真空泵连接管10；落锤吸罩9上端与升降绳6固定，落锤8吸附固定于落锤吸罩9下端，落锤吸罩9侧壁与升降板4固定，落锤吸罩9的腔壁上开有真空泵连接孔11，真空泵连接管10通过真空泵连接孔11与落锤吸罩9内腔连通；

所述光控防二次撞击机构包括下固定板12、光敏传感器13、网罩14、以及两端开口的箱体15；下固定板12水平固定于升降导轨2上，光敏传感器13固定于下固定板12上表面，光敏传感器13的输出端连接有光敏制动阀16，光敏制动阀16的输出端连接有销子17；箱体15固定于下固定板12上表面中央，网罩14围设于箱体15上端面；箱体15内设有弹簧18和滑块19；弹簧18垂直固定于下固定板12上表面，滑块19侧壁与箱体15侧壁滑动连接，滑块19上开有开口向下的凹槽，弹簧18上端嵌于凹槽内；滑块19侧壁开有插孔20，销子17穿过箱体15侧壁延伸入插孔20内；光敏传感器13的光路通过箱体15上方中心；

所述整体控制机构包括标尺21、以及刻度监控探头22；标尺21垂直固定于上固定板3下表面，且标尺21与升降导轨2平行；刻度监控探头22与升降板4固定，且刻度监控探头22与标尺21的刻度位置正对；标尺21上端固定有上限位开关23，标尺21下端固定有下限位开关24，上限位开关23和下限位开关24均与升降导轨2接触；卷轮7上联接有减速机25；

所述撞击装置机构包括上击柱27、下击柱28、固定套30、以及底座32；上击柱27位于落锤8正下方；下击柱28位于上击柱27下方，且下击柱28上端与上击柱27下端位置正对；固定套30位于箱体15内，且固定套30固定于下固定板12上表面中央；上击柱27和下击柱28均安装在固定套30中央；

所述底座32套接于固定套30内；底座32内套接有击柱套31，上击柱27和下击柱28均放置于击柱套31内；

此种撞击装置机构适用于进行卡斯特试验，试验前的撞击装置机构如图3所示，试验后的撞击装置机构如图4所示；

落锤吸罩9内腔固定有落锤吸座33，落锤8通过落锤吸座33吸附固定于落锤吸罩9下端；

减速机25上连接有速度控制装置和微调手轮26；

具体实施时，升降绳为钢丝，落锤吸座分为三种规格，分别固定2.5kg落锤、5.0kg落锤、10.0kg落锤。

实施例二

所述底座32固定于基座1上表面中央，下击柱28固定于底座32内，下击柱28上端放置有砂纸29，上击柱27下端穿过下固定板12与下击柱28上端位置正对；

此种撞击装置机构适用于进行12型工具试验，试验前的撞击装置机构如图5所示，试验后的撞击装置机构如图6所示；

减速机25上连接有速度控制装置和微调手轮26；

Claims

1.一种炸药撞击感度仪，包括落锤升降及定位机构、落锤固定及释放机构、撞击装置机构、光控防二次撞击机构、以及整体控制机构；

所述落锤升降及定位机构包括基座（1）、垂直固定于基座（1）上表面的升降导轨（2）、水平固定于升降导轨（2）顶端的上固定板（3）、以及其端部与升降导轨（2）滑动连接的升降板（4）；上固定板（3）上表面安装有滑轮组（5），滑轮组（5）上缠绕有升降绳（6）；升降绳（6）一端连接有卷轮（7），另一端下垂固定落锤固定及释放机构；

其特征在于：所述落锤固定及释放机构包括落锤（8）、落锤吸罩（9）、以及真空泵连接管（10）；落锤吸罩（9）上端与升降绳（6）固定，落锤（8）吸附固定于落锤吸罩（9）下端，落锤吸罩（9）侧壁与升降板（4）固定，落锤吸罩（9）的腔壁上开有真空泵连接孔（11），真空泵连接管（10）通过真空泵连接孔（11）与落锤吸罩（9）内腔连通；

所述光控防二次撞击机构包括下固定板（12）、光敏传感器（13）、网罩（14）、以及两端开口的箱体（15）；下固定板（12）水平固定于升降导轨（2）上，光敏传感器（13）固定于下固定板（12）上表面，光敏传感器（13）的输出端连接有光敏制动阀（16），光敏制动阀（16）的输出端连接有销子（17）；箱体（15）固定于下固定板（12）上表面中央，网罩（14）围设于箱体（15）上端面；箱体（15）内设有弹簧（18）和滑块（19）；弹簧（18）垂直固定于下固定板（12）上表面，滑块（19）侧壁与箱体（15）侧壁滑动连接，滑块（19）上开有开口向下的凹槽，弹簧（18）上端嵌于凹槽内；滑块（19）侧壁开有插孔（20），销子（17）穿过箱体（15）侧壁延伸入插孔（20）内；光敏传感器（13）的光路通过箱体（15）上方中心；

所述整体控制机构包括标尺（21）、以及刻度监控探头（22）；标尺（21）垂直固定于上固定板（3）下表面，且标尺（21）与升降导轨（2）平行；刻度监控探头（22）与升降板（4）固定，且刻度监控探头（22）与标尺（21）的刻度位置正对；标尺（21）上端固定有上限位开关（23），标尺（21）下端固定有下限位开关（24），上限位开关（23）和下限位开关（24）均与升降导轨（2）接触；卷轮（7）上联接有减速机（25）；

所述撞击装置机构包括上击柱（27）、下击柱（28）、固定套（30）、以及底座（32）；上击柱（27）位于落锤（8）正下方；下击柱（28）位于上击柱（27）下方，且下击柱（28）上端与上击柱（27）下端位置正对；固定套（30）位于箱体（15）内，且固定套（30）固定于下固定板（12）上表面中央；上击柱（27）和下击柱（28）均安装在固定套（30）中央。

2.根据权利要求1所述的炸药撞击感度仪，其特征在于：所述底座（32）套接于固定套（30）内；底座（32）内套接有击柱套（31），上击柱（27）和下击柱（28）均放置于击柱套（31）内。

3.根据权利要求1所述的炸药撞击感度仪，其特征在于：所述底座（32）固定于基座（1）上表面中央，下击柱（28）固定于底座（32）内，下击柱（28）上端放置有砂纸（29），上击柱（27）下端穿过下固定板（12）与下击柱（28）上端位置正对。

4.根据权利要求1或2或3所述的炸药撞击感度仪，其特征在于：落锤吸罩（9）内腔固定有落锤吸座（33），落锤（8）通过落锤吸座（33）吸附固定于落锤吸罩（9）下端。

5.根据权利要求1或2或3所述的炸药撞击感度仪，其特征在于：减速机（25）上连接有速度控制装置和微调手轮（26）。

6.根据权利要求4所述的炸药撞击感度仪，其特征在于：减速机（25）上连接有速度控制装置和微调手轮（26）。