CN110057254A - 一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，包括有温度传感阵列、压力传感装置、数据采集单元、语音传感器、语音采集系统、高速摄像机、图像采集系统、计算机以及烤燃试验空间，烤燃试验空间设置有燃油槽密闭容器以及火焰区，火焰区内设置有密闭容器，计算机通过数据采集单元实时采集温度传感器与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，计算机通过图像采集系统实时采集现场的高速摄像机的图像，计算机通过语音采集系统实时采集并识别现场的语音传感器的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统作用于图像采集系统将图像进行保存。本发明可以对密闭容器内的快速烤燃试验的温度、压力以及燃烧情况进行实时监测。

Description

一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法

技术领域

本发明涉及快速烤燃试验技术领域，尤其涉及一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法。

背景技术

火灾是在武器弹药储存、运输和使用全寿命周期最容易遭受的意外事件之一，武器弹药的热安全性一直是不敏感弹药研究的热点方向。如果武器弹药遭受到火灾威胁，导弹内部的含能材料在受到热刺激的情况下可能发生分解反应，进而引发弹药爆燃甚至爆轰等灾难性事故，将导致极大的财产损失和人员伤亡。快速烤燃试验是检验武器弹药热安全性的一种基本试验方法，试验目的是考核弹药在受到意外热刺激时发生可接受等级反应的能力，测试试验样品处于一个剧烈的热环境时的反应情况以及到达反应的时间，并基于试验结果对被试弹药的热安全性进行评价。其研究结果可以为弹药的设计、生产、运输、贮存、使用等过程提供安全性指标。快速烤燃试验模拟了实际火灾发生时弹药所处的最恶劣的热环境，一般采取直接的油池明火对试验样品进行火烧试验，燃料通常采用航空煤油等有机燃料等。

快速烤燃试验对于试验中的火场有一定的要求，在MIL-2105D中规定，快速烤燃试验中试验件所处的环境要满足：①试验件周围温度在点火30秒内要达到550℃；②试验过程中试验件各位置加热要均匀且平均温度不低于800℃。而在反应过程中，烤燃目标周围的温度环境容易发生变化，不能保证整个试验过程中试验件所处温度环境的稳定性和均匀性，这会对试验结果造成一定的影响。而且，在快速烤燃试验中，需要对烤燃物燃烧情况进行检测，这就对快速烤燃试验的装置设计提出了一定的要求，需要对反应过程中的温度、压力以及燃烧情况进行实时监测。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，从而对密闭容器内的快速烤燃试验的温度、压力以及燃烧情况进行实时监测，以满足用户的需求。

为实现本发明目的而提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，包括有温度传感阵列、压力传感装置、数据采集单元、语音传感器、语音采集系统、高速摄像机、图像采集系统、计算机以及烤燃试验空间，所述烤燃试验空间设置有燃油槽密闭容器以及火焰区，所述火焰区内设置有密闭容器，所述温度传感阵列包括有多个温度传感器，多个温度传感器安装在密闭容器的下端面，并且沿所述密闭容器的轴向均匀分布，所述温度传感器用以检测密闭容器内的温度场，所述压力传感装置安装在所述密闭容器的外壁上，所述计算机通过数据采集单元实时采集所述温度传感器与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，所述计算机通过图像采集系统实时采集现场的高速摄像机的图像，所述计算机通过语音采集系统实时采集并识别现场的语音传感器的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统作用于图像采集系统将图像进行保存。

作为上述方案的进一步改进，所述温度传感器包括有铠装热电偶、法兰安装结构以及与铠装热电偶连接的温度变送器，所述铠装热电偶通过法兰安装结构固定设置在所述密闭容器外壁，所述铠装热电偶的一端向所述密闭容器内延伸设置并且延伸部分布有多个测量点。

作为上述方案的进一步改进，所述铠装热电偶从法兰安装结构到温度变送器的距离为3米，并且外表覆盖设置有防火隔热材料。

作为上述方案的进一步改进，所述压力传感装置包括有压力传感器以及与压力传感器连接的压力变送器，所述压力传感器通过安装结构固定设置在密闭容器的侧壁上，所述压力传感器内部设置有水银导圧管，通过水银导压将密闭容器内的压力传导至所述压力变送器。

作为上述方案的进一步改进，所述压力传感器深入密闭容器内部的部分形成90°的弯角，以使测量端面朝向密闭容器的内部底面。

作为上述方案的进一步改进，所述压力传感装置还包括有进气管，所述进气管一端设置在压力传感器的外壳外部，另一端向水银导圧管方向延伸，所述外壳上设置有出气口，所述进气管通气用以对水银导圧管进行隔热、冷却。

作为上述方案的进一步改进，所述压力传感器的外壳包有防火隔热材料。

作为上述方案的进一步改进，所述水银导圧管从安装结构到压力变送器之间的长度为1.8米。

作为上述方案的进一步改进，所述数据采集单元、语音采集系统、图像采集系统以及计算机位于距烤燃试验空间500米外的控制室内。

作为上述方案的进一步改进，

第一步：将压力传感器和铠装热电偶安装在密闭容器上；

第二步：对密闭容器填充可燃材料；

第三步：将密闭容器通过支架固定在燃油槽密闭容器上方；

第四步：将所有温度变送器都与相应的铠装热电偶连接，压力传感器与进气管连接；

第五步：对铠装热电偶和压力传感器的外部包裹防火耐热材料；

第六步：安装语音传感器和高速摄像机；

第七步：连接好计算机、数据采集单元、语音采集系统、图像采集系统、多个温度传感器、压力传感器、语音传感器和高速摄像机；

第八步：打开装置，在燃油槽密闭容器内加入航空燃油并点燃，根据工艺要求进行快速烤燃试验及过程监测。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，通过温度传感器检测密闭容器内的温度场，通过安装在密闭容器的外壁上的压力传感装置对密闭容器内的压力进行检测，计算机通过数据采集单元实时采集温度传感器与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，计算机通过图像采集系统实时采集现场的高速摄像机的图像，计算机通过语音采集系统实时采集并识别现场的语音传感器的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统作用于图像采集系统将图像进行保存。本发明提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，可以对密闭容器内的快速烤燃试验的温度、压力以及燃烧情况进行实时监测，以满足用户的需求。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的工作原理示意图；

图2为本发明的安装结构示意图；

图3为本发明的压力传感器的结构示意图；

图4为本发明的温度传感器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，包括有温度传感阵列1、压力传感装置、数据采集单元3、语音传感器4、语音采集系统5、高速摄像机6、图像采集系统7、计算机8以及烤燃试验空间9，烤燃试验空间9设置有燃油槽密闭容器10以及火焰区11，火焰区11内设置有密闭容器12，温度传感阵列1包括有多个温度传感器13，多个温度传感器13安装在密闭容器12的下端面，并且沿密闭容器12的轴向均匀分布，温度传感器13用以检测密闭容器12内的温度场，压力传感装置安装在密闭容器12的外壁上，计算机8通过数据采集单元3实时采集温度传感器13与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，计算机8通过图像采集系统7实时采集现场的高速摄像机6的图像，计算机8通过语音采集系统5实时采集并识别现场的语音传感器4的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统5作用于图像采集系统7将图像进行保存。

进一步改进，温度传感器13包括有铠装热电偶14、法兰安装结构15以及与铠装热电偶14连接的温度变送器16，铠装热电偶14通过法兰安装结构15固定设置在密闭容器12外壁，铠装热电偶14的一端向密闭容器12内延伸设置并且延伸部分布有多个测量点17。形成多个位置的测量，可以将密闭容器12内的温度场进行测量。

进一步改进，铠装热电偶14从法兰安装结构15到温度变送器16的距离为3米，并且外表覆盖设置有防火隔热材料18。

进一步改进，压力传感装置包括有压力传感器22以及与压力传感器22连接的压力变送器24，压力传感器22通过安装结构19固定设置在密闭容器12的侧壁上，压力传感器22内部设置有水银导圧管20，通过水银导压将密闭容器12内的压力传导至压力变送器24。

进一步改进，压力传感器22深入密闭容器12内部的部分形成90°的弯角，以使测量端面朝向密闭容器12的内部底面。

进一步改进，压力传感装置还包括有进气管21，进气管21一端设置在压力传感器22的外壳外部，另一端向水银导圧管20方向延伸，外壳上设置有出气口22，进气管21通气用以对水银导圧管20进行隔热、冷却。

进一步改进，压力传感器22的外壳包有防火隔热材料18。

进一步改进，水银导圧管20从安装结构19到压力变送器24之间的长度为1.8米。

进一步改进，数据采集单元3、语音采集系统5、图像采集系统7以及计算机8位于控制室23内，控制室23与烤燃试验空间9的距离为500米，以便于用户操作。

本发明中关于一种用于监测密闭容器12快速烤燃试验过程的装置的安装方法如下：

第一步：将压力传感器22和铠装热电偶14安装在密闭容器12上；

第二步：对密闭容器12填充可燃材料；

第三步：将密闭容器12通过支架固定在燃油槽密闭容器10上方；

第四步：将所有温度变送器16都与相应的铠装热电偶14连接，压力传感器22与进气管21连接；

第五步：对铠装热电偶14和压力传感器22的外部包裹防火耐热材料；

第六步：安装语音传感器4和高速摄像机6；

第七步：连接好计算机8、数据采集单元3、语音采集系统5、图像采集系统7、多个温度传感器13、压力传感器22、语音传感器4和高速摄像机6；

第八步：打开装置，在燃油槽密闭容器10内加入航空燃油并点燃，根据工艺要求进行快速烤燃试验及过程监测。

与现有技术相比，本发明提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，通过温度传感器13检测密闭容器12内的温度场，通过安装在密闭容器12的外壁上的压力传感装置对密闭容器12内的压力进行检测，计算机8通过数据采集单元3实时采集温度传感器13与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，计算机8通过图像采集系统7实时采集现场的高速摄像机6的图像，计算机8通过语音采集系统5实时采集并识别现场的语音传感器4的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统5作用于图像采集系统7将图像进行保存。本发明提供的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置及方法，可以对密闭容器12内的快速烤燃试验的温度、压力以及燃烧情况进行实时监测，以满足用户的需求。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：包括有温度传感阵列、压力传感装置、数据采集单元、语音传感器、语音采集系统、高速摄像机、图像采集系统、计算机以及烤燃试验空间，所述烤燃试验空间设置有燃油槽密闭容器以及火焰区，所述火焰区内设置有密闭容器，所述温度传感阵列包括有多个温度传感器，多个温度传感器安装在密闭容器的下端面，并且沿所述密闭容器的轴向均匀分布，所述温度传感器用以检测密闭容器内的温度场，所述压力传感装置安装在所述密闭容器的外壁上，所述计算机通过数据采集单元实时采集所述温度传感器与压力传感装置的信号，将信号显示并存储，所述计算机通过图像采集系统实时采集现场的高速摄像机的图像，所述计算机通过语音采集系统实时采集并识别现场的语音传感器的信号，当采集到爆炸声时，语音采集系统作用于图像采集系统将图像进行保存。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述温度传感器包括有铠装热电偶、法兰安装结构以及与铠装热电偶连接的温度变送器，所述铠装热电偶通过法兰安装结构固定设置在所述密闭容器外壁，所述铠装热电偶的一端向所述密闭容器内延伸设置并且延伸部分布有多个测量点。

3.根据权利要求2所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述铠装热电偶从法兰安装结构到温度变送器的距离为3米，并且外表覆盖设置有防火隔热材料。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述压力传感装置包括有压力传感器以及与压力传感器连接的压力变送器，所述压力传感器通过安装结构固定设置在密闭容器的侧壁上，所述压力传感器内部设置有水银导圧管，通过水银导压将密闭容器内的压力传导至所述压力变送器。

5.根据权利要求4所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述压力传感器深入密闭容器内部的部分形成90°的弯角，以使测量端面朝向密闭容器的内部底面。

6.根据权利要求4所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述压力传感装置还包括有进气管，所述进气管一端设置在压力传感器的外壳外部，另一端向水银导圧管方向延伸，所述外壳上设置有出气口，所述进气管通气用以对水银导圧管进行隔热、冷却。

7.根据权利要求6所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述压力传感器的外壳包有防火隔热材料。

8.根据权利要求4所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述水银导圧管从安装结构到压力变送器之间的长度为1.8米。

9.根据权利要求1所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置，其特征在于：所述数据采集单元、语音采集系统、图像采集系统以及计算机位于距烤燃试验空间500米外的控制室内。

10.根据权利要求1所述的一种用于监测密闭容器快速烤燃试验过程的装置的安装方法，其特征在于：

第一步：将压力传感器和铠装热电偶安装在密闭容器上；

第二步：对密闭容器填充可燃材料；

第三步：将密闭容器通过支架固定在燃油槽密闭容器上方；

第四步：将所有温度变送器都与相应的铠装热电偶连接，压力传感器与进气管连接；

第五步：对铠装热电偶和压力传感器的外部包裹防火耐热材料；

第六步：安装语音传感器和高速摄像机；

第七步：连接好计算机、数据采集单元、语音采集系统、图像采集系统、多个温度传感器、压力传感器、语音传感器和高速摄像机；

第八步：打开装置，在燃油槽密闭容器内加入航空燃油并点燃，根据工艺要求进行快速烤燃试验及过程监测。