CN108534618A - 一种针刺雷管测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种针刺雷管测试装置，其包括：支撑架；滑动连接于支撑架上的电磁铁吸盘，电磁铁吸盘用于吸附钢球；与电磁铁吸盘电连接的控制器，控制器为控制电磁铁吸盘的磁力的开关；相互连接且连通的测爆箱和泄爆箱；固定于测爆箱底面的托架，托架用于放置铅板和针刺雷管；穿过测爆箱底面且滑动连接于测爆箱的击针，电磁铁吸盘的吸附中点与击针轴线位于同一直线上，以保证钢球下落方向与击针的轴线重合；同时公开了使用上述装置进行针刺雷管测试的方法。相比于现有测试装置，本装置去除了落球轴，避免长期使用造成的落球误差，保证测试的高度精确；同时保证钢球实现自由落体，从而避免由于人工误操作造成的产品瞎火，产品合格率得到准确反映。

Description

一种针刺雷管测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及火工品爆炸检测设备技术领域，具体涉及一种针刺雷管测试装置及测试方法。

背景技术

针刺雷管是一种弹药、底火的主要起爆材料，它的作用是产生起爆能来引爆各种炸药及导爆索、传爆管。针刺雷管在设计定型及生产过程中的首件考核、产品验收均需要进行测试，测试指标主要包括爆炸威力和延期时间。

目前，国内对针刺雷管爆炸威力、延期时间测试使用的仪器主要是吸气式落球仪。该仪器通过吸气泵形成负压，吸紧钢制落球。测试时，手工转动落球轴达到设定位置，同时按下闭合按钮，吸气孔闭合，钢球自由落体下落，撞击击针触发针刺雷管使其爆炸。这一过程中常常因人工反复转动落球轴使其轴心偏离，导致钢球与击针不能正面完全撞击，上述设备缺陷难以克服；或因人工误操作，轴心未到达设定位置便触动闭合按钮，使得钢球具有侧向初速度，不满足自由落体条件，使输入能量达不到设定要求，设备结构缺陷导致上述误操作概率很高，极易造成产品瞎火。而一般这一过程的可重复性差，在对产品进行考核或验收时易造成较大误导，且对产品合格率的表征极为不准确。

因此，人们迫切的需要一种新的针刺雷管测试装置，以解决设备缺陷造成的钢球的下落方向和击针轴线不重合所造成的测试不准确；以及因人工误操作导致产品瞎火，合格率表征不准确的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：本发明提供一种针刺雷管测试装置，其可解决现有测试装置因反复转动落球轴使其轴心偏离，导致钢球与击针不能正面完全撞击致使测试不准确的缺陷，同时也避免了人工误操作的可能性，从而避免因人工误操作造成的产品瞎火，合格率表征不准确的问题。

本发明还提供一种利用上述测试装置对针刺雷管爆炸威力和延期时间进行测试的测试方法，通过上述测试装置实现完全电磁化控制，杜绝了由于装置缺陷和人工误操作导致的测试不准确的问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种针刺雷管测试装置，包括：

支撑架；

滑动连接于支撑架上的电磁铁吸盘，所述电磁铁吸盘用于吸附钢球；

与所述电磁铁吸盘电连接的控制器，所述控制器为控制电磁铁吸盘的磁力的开关；

相互连接且连通的测爆箱和泄爆箱；

固定于测爆箱底面的托架，所述托架用于放置铅板和针刺雷管；

穿过测爆箱底面且滑动连接于测爆箱的击针，

所述电磁铁吸盘的吸附中点与击针轴线位于同一直线上，以保证钢球下落方向与击针的轴线重合。

在一种优选的实施方式中，所述测爆箱具有可开合的第一箱门，所述泄爆箱具有可开合的第二箱门，所述第一箱门通过第一门锁与测爆箱连接，所述第二箱门通过第二门锁与泄爆箱连接，所述第一门锁和第二门锁上均安装有联锁仪，所述第一门锁和第二门锁中至少一个打开时，联锁仪切断控制器的电源。

在一种优选的实施方式中，所述支撑架上固定有刻度尺，所述刻度尺零点与击针顶面位于同一水平面上，在所述电磁铁吸盘上固定有标尺，所述标尺与刻度尺配合用于读取钢球下落高度。

在一种优选的实施方式中，所述测爆箱顶面安装有阻挡板，所述阻挡版用于防止钢球滚落。

在一种优选的实施方式中，还包括防爆灯，所述防爆灯可照射测爆箱内部。

在一种优选的实施方式中，还包括感应装置和采集仪，所述控制器和感应装置均连接采集仪，所述采集仪可记录控制器控制钢球开始下落的时间，所述感应装置用于感应针刺雷管的爆炸时间并将信号传输至采集仪并记录。

在一种优选的实施方式中，所述感应装置包括传感器和转换器，所述传感器安装于测爆箱内部，并与转换器电连接，所述转换器与采集仪电连接，所述传感器用于检测到针刺雷管的爆炸并将声音信号传输给转换器，转换器将声音信号转换为电信号并传输至采集仪。

在一种优选的实施方式中，还包括透明观察板和高速摄影机，所述透明观察板固定于测爆箱一侧的开口上，所述高速摄影机放置于透明观察板前方用于拍摄击针撞击针刺雷管过程以及针刺雷管爆炸过程。

一种针刺雷管测试方法，使用上述任一项所述的测试装置进行测试，包括以下步骤：

根据针刺雷管的输出能量选择钢球的质量和落高；

根据钢球质量调节控制器的输出功率；

接通电源，将钢球吸附于电磁铁吸盘上；

启动控制器，钢球下落撞击击针，击针撞击针刺雷管从而引爆；

测量引爆后铅板的孔径以表征爆炸威力；

根据钢球落高，采集仪自动计算钢球自由落体时间△T1；

启动控制器，采集仪记录启动时间T1；

针刺雷管引爆，采集仪记录引爆时间T2，

因此，针刺雷管的延期时间为T2-T1-△T1。

一种针刺雷管测试方法，使用上述测试装置进行测试，包括以下步骤：

根据针刺雷管的输出能量选择钢球的质量和落高；

根据钢球质量调节控制器的输出功率；

接通电源，将钢球吸附于电磁铁吸盘上；

启动控制器，钢球下落撞击击针，击针撞击针刺雷管从而引爆；

测量引爆后铅板的孔径以表征爆炸威力；

通过高速摄影机逐帧回放，确定钢球撞击击针时间T3；

通过高速摄影机逐帧回放，确定针刺雷管引爆时间T4，

因此，针刺雷管的延期时间为T4-T3。

本发明的有益效果是：通过电磁铁吸盘吸附钢球，并通过控制器对钢球吸附和下落进行控制，同时，电磁铁吸盘的吸附中点与击针轴线位于同一直线上，以保证钢球下落方向与击针的轴线重合，从而使钢球下落时正面完全撞击击针，相比于现有测试装置，在实现相同的测试效果前提下，去除了落球轴，避免长期使用造成的落球误差，保证测试的高度精确。

此外，钢球通过控制器控制下落，在下落前钢球始终处于静止状态，保证钢球实现自由落体，从而避免由于人工误操作造成的产品瞎火，产品合格率得到准确反映。

附图说明

图1是本发明实施例1所述测试装置的主视图；

图2是本发明实施例1所述测试装置在针刺雷管处的局部放大图；

图3是本发明实施例1所述测试方法的流程图；

图4是本发明实施例2所述测试装置的主视图；

图5是本发明实施例2所述测试方法的流程图；

图6是本发明实施例3所述测试装置的主视图；

图7是本发明实施例3所述测试方法的流程图。

图中各附图标记为：11：测爆箱，111：第一箱门，112：第一门锁，113：阻挡板，114：通孔，115：托架，116：泄爆孔，117：透明观察板，12：泄爆箱，121：第二箱门，122：第二门锁，2：支撑架，21：刻度尺，3：滑动架，31：标尺，32：固定销，4：电磁铁吸盘，51：钢球，52：击针，53：针刺雷管，54：铅板，6：控制器，61：联锁仪，62：防爆灯，71：转换器，72：传感器，8：采集仪，91：高速摄影机，92：电脑。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

实施例1

结合图1和图2，对本发明所述测试装置的结构进行详细说明。本实施例所述测试装置包括测爆箱11和泄爆箱12，测爆箱11固定于泄爆箱12上部，且在两者的连接平面上具有泄爆孔116，所述泄爆孔116连通测爆箱11和泄爆箱12的内部，针刺雷管53的引爆在测爆箱11中进行，而泄爆箱12主要用于缓解测爆箱11内引爆产生瞬间高温造成了瞬间高压，高温气流经过泄爆孔116排入泄爆箱12中从而保证测试安全。在测爆箱11的侧面开口处安装有第一箱门111，在泄爆箱12的开口处安装有第二箱门121，所述第一箱门111和第二箱门121分别通过第一门锁112和第二门锁122实现锁紧。在测爆箱11的底面上固定安装有托架115，托架115顶部可用于放置铅板54，并在铅板54上放置有针刺雷管53；同时，在测爆箱11顶面具有通孔114，在通孔114中插入击针52，击针52的一部分位于测爆箱11外部，一部分位于测爆箱11内部，击针52的底面具有触发针刺雷管53引爆的顶尖，且顶尖顶住针刺雷管53的触发点。在测爆箱11顶面上具有高出顶面一定高度的阻挡版113，所述阻挡版113可防止钢球51撞击击针52后沿顶面滚落丢失或造成破坏。

在测爆箱11和泄爆箱12一侧固定有支撑架2，在支撑架2高于击针52顶面所在平面以上的位置安装有刻度尺21，且在支撑架2竖直方向的上滑动连接有滑动架3，所述滑动架3可通过固定销32的旋转控制实现与支撑架2的滑动和固定。在滑动架3一端安装有电磁铁吸盘4，所述电磁铁吸盘4具有可容纳并吸附钢球51的凹坑，且在与凹坑同一平面的滑动架3上设置有标尺31，所述标尺31与刻度尺21配合使用从而读取钢球51的下落高度。同时，为保证钢球51下落方向与击针52轴线重合，需要确保通孔114的轴线与凹坑的中点均位于同一条竖直直线上。

所述测试装置还包括控制器6，两个联锁仪61分别安装于第一门锁112和第二门锁122上，同时，控制器6与电磁铁吸盘4电连接。当第一门锁112和第二门锁122中至少有一个没有锁紧时，联锁仪61即切断控制器6电源，从而保证电磁铁吸盘4不具有电磁力，防止由于第一箱门111或第二箱门121未锁紧，电磁力、电源和控制器6电流造成针刺雷管53爆炸，从而保证使用者安全，只有当第一门锁112和第二门锁122全部锁紧时，控制器6电源才会连通，并可控制电磁铁吸盘4放开钢球51使其下落。

本发明所述的测试装置还包括防爆灯62，所述防爆灯62用于在测试前放置铅板54和针刺雷管53的照明以及在针刺雷管53引爆后用于清洗观察铅板54的穿孔情况，且使用防爆灯62可防止灯具漏电引爆针刺雷管53，保证使用者的安全。

利用本实施例所述测试装置，对针刺雷管53的爆炸威力进行测试，具体测试方法如下：

如图3所示，测试前，由于不同针刺雷管53产品的针刺感度不同，需要对钢球51的质量进行合理选择，同时，控制器6的输出功率影响了电磁铁吸盘4对不同钢球51的吸附力，即选择不同质量的钢球51时，也需要对控制器6的输出功率进行合理选择。如表1所示，给出了通常使用的钢球51质量和落高数据，同时，不同钢球51质量对应需要的控制器6输出功率也给出，使用者可根据需求合理选择。

表1钢球质量、落高和控制器输出功率的对应关系

在钢球51质量、落高和控制器6输出功率选定之后，将铅板54放入托架115，并将针刺雷管53置于铅板54上，同时将击针52插入通孔114安装，同时调节滑动架3，将标尺31对于选定的落高位置并用固定销32固定。上述步骤完成后，将测爆箱11和泄爆箱12通过第一门锁112和第二门锁122上锁，联锁仪61可检测第一门锁112和第二门锁122的锁紧状态，至少有一个未锁紧时，联锁仪61就会切断控制器6和电源的连接，防止针刺雷管53爆炸，保证使用者安全。当确认第一门锁112和第二门锁122均锁紧后，可接通电源，并将钢球51放入电磁铁吸盘4上，之后，启动控制器6，使电磁铁吸盘4失去对钢球51吸附力从而使钢球51自由下落，钢球51在撞击击针52后，击针52由于滑动安装于通孔114中，会向下撞击针刺雷管53的引爆点，从而使针刺雷管53引爆。

由于针刺雷管53爆炸，铅板54会形成爆炸孔，但由于爆炸在径向上的输出能量有所差异，造成铅板54的爆炸孔不能形成正圆，因此，需要对爆炸孔进行多方向测量并取平均孔径数值。本实施例中对爆炸孔进行两个相互垂直方向上的孔径测量，爆炸孔第一方向上孔径为D1，在与第一方向垂直的第二方向的孔径为D2，因此，爆炸孔的平均孔径为D＝(D1+D2)/2。通过爆炸孔平均孔径和针刺雷管53的直径进行对比，只要平均孔径D超过针刺雷管53的直径即判定输出威力合格。

实施例2

本实施例相比于实施例1的区别在于：如图4所示，在所述测试装置中加入可进行针刺雷管53延期时间测试的设备，具体包括：转换器71、采集仪8和传感器72，传感器72通过数据线与转换器71连接，转换器71通过数据线连接采集仪8，并将控制器6同时与采集仪8连接，将传感器72通过位于测爆箱11顶面的小孔放入测爆箱11内部，本实施例所述的测试装置测试针刺雷管53延期时间的原理为：采集仪8可根据选取的钢球51落高自动计算钢球51下落撞击击针52的时间；控制器6连接采集仪8，当控制器6控制钢球51开始下落时采集仪8可记录一次时间；传感器72被针刺雷管53在测爆箱11内部的爆炸声音触发，并将声音信号传递至转换器71，转换器71将声音信号转换为电信号从而传输至采集仪8，采集仪8再次记录一次时间。通过上述一次时间计算和两次时间记录，可对针刺雷管53的延期时间进行计算。

本实施例中对针刺雷管53的爆炸威力测试步骤与实施例1相同，以下详细说明本实施例所述测试设备测试针刺雷管53延期时间的方法。

如图5所示，根据标尺31和刻度尺21的配合度数，得知钢球51自由下落撞击击针52的高度，并使用采集仪8自动计算钢球51自由落体时间△T1；在启动控制器6后，电磁铁吸盘4失去对钢球51的吸附力，从而使钢球51下落，此时，采集仪8记录启动时间T1；在钢球51撞击击针52，击针52引爆针刺雷管53瞬间，传感器72接收声音信号并由转换器71转换至电信号，采集仪8记录电信号并记录引爆时间T2，因此，针刺雷管53的延期时间△T＝T2-T1-△T1。

实施例3

本实施例相比于实施例1的区别在于：如图6所示，在测爆箱11正面面板上，安装有透明观察板117，优选的，透明观察板117使用防爆玻璃制成，透过透明观察板117可观察测爆箱11内部击针52和针刺雷管53的状态。在透明观察板117正前方放置有高速摄影机91，且高速摄影机91连接电脑92，优选的，使用帧率为每秒130万帧的高速摄影机91，从而极大提高针刺雷管53延期时间的测试精度。本实施例对针刺雷管53延期时间的测试原理为：通过高速摄影机91记录击针52被撞击后下移并触发针刺雷管53爆炸过程，通过电脑92对单张照片进行筛选，从而找出击针52触发针刺雷管53瞬间并记录时间；找出针刺雷管53起爆瞬间并记录时间，根据以上两个时间差计算出延期时间。

本实施例中对针刺雷管53的爆炸威力测试步骤与实施例1相同，以下详细说明本实施例所述测试设备测试针刺雷管53延期时间的方法。

使用每秒130万帧的高速摄影机91，可拍摄单张照片，并通过连接电脑92存储和筛选照片，筛选出击针52撞击针52刺雷管触发点的瞬间的照片，通过照片信息可知时间为T3；筛选出针刺雷管53起爆的瞬间的照片，通过照片信息可知时间为T4，从而可计算出针刺雷管53的延期时间△T＝T4-T3。

本实施例相比于实施例2使用了不同的针刺雷管53延期时间测试方法，可完全消除控制器6控制的电信号传输时间误差、钢球51下落空气阻力和风向对时间的影响、传感器72传输至转换器71的时间误差以及转换器71的处理速度等影响，从而使延期时间测试更为精确，同时，使用每秒130万帧的高速摄影机91，其超高拍摄速率可对针刺雷管53和击针52的状态进行近似于连续的记录，因而测试误差极小。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种针刺雷管测试装置，其特征在于，包括：

支撑架；

滑动连接于支撑架上的电磁铁吸盘，所述电磁铁吸盘用于吸附钢球；

与所述电磁铁吸盘电连接的控制器，所述控制器为控制电磁铁吸盘的磁力的开关；

相互连接且连通的测爆箱和泄爆箱；

固定于测爆箱底面的托架，所述托架用于放置铅板和针刺雷管；

穿过测爆箱底面且滑动连接于测爆箱的击针，

所述电磁铁吸盘的吸附中点与击针轴线位于同一直线上，以保证钢球下落方向与击针的轴线重合。

2.如权利要求1所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，所述测爆箱具有可开合的第一箱门，所述泄爆箱具有可开合的第二箱门，所述第一箱门通过第一门锁与测爆箱连接，所述第二箱门通过第二门锁与泄爆箱连接，所述第一门锁和第二门锁上均安装有联锁仪，所述第一门锁和第二门锁中至少一个打开时，联锁仪切断控制器的电源。

3.如权利要求1所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，所述支撑架上固定有刻度尺，所述刻度尺零点与击针顶面位于同一水平面上，在所述电磁铁吸盘上固定有标尺，所述标尺与刻度尺配合用于读取钢球下落高度。

4.如权利要求1所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，所述测爆箱顶面安装有阻挡板，所述阻挡版用于防止钢球滚落。

5.如权利要求1所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，还包括防爆灯，所述防爆灯可照射测爆箱内部。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，还包括感应装置和采集仪，所述控制器和感应装置均连接采集仪，所述采集仪可记录控制器控制钢球开始下落的时间，所述感应装置用于感应针刺雷管的爆炸时间并将信号传输至采集仪并记录。

7.如权利要求6所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，所述感应装置包括传感器和转换器，所述传感器安装于测爆箱内部，并与转换器电连接，所述转换器与采集仪电连接，所述传感器用于检测到针刺雷管的爆炸并将声音信号传输给转换器，转换器将声音信号转换为电信号并传输至采集仪。

8.如权利要求1-5任一项所述的一种针刺雷管测试装置，其特征在于，还包括透明观察板和高速摄影机，所述透明观察板固定于测爆箱一侧的开口上，所述高速摄影机放置于透明观察板前方用于拍摄击针撞击针刺雷管过程以及针刺雷管爆炸过程。

9.一种针刺雷管测试方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的测试装置进行测试，包括以下步骤：

根据针刺雷管的输出能量选择钢球的质量和落高；

根据钢球质量调节控制器的输出功率；

接通电源，将钢球吸附于电磁铁吸盘上；

启动控制器，钢球下落撞击击针，击针撞击针刺雷管从而引爆；

测量引爆后铅板的孔径以表征爆炸威力。

10.一种针刺雷管测试方法，其特征在于，使用权利要求8所述的测试装置进行测试，包括以下步骤：

根据针刺雷管的输出能量选择钢球的质量和落高；

根据钢球质量调节控制器的输出功率；

接通电源，将钢球吸附于电磁铁吸盘上；

启动控制器，钢球下落撞击击针，击针撞击针刺雷管从而引爆；

测量引爆后铅板的孔径以表征爆炸威力；

通过高速摄影机逐帧回放，确定钢球撞击击针时间T3；

通过高速摄影机逐帧回放，确定针刺雷管引爆时间T4，

因此，针刺雷管的延期时间为T4-T3。