CN110456021A - 一种安全型火炸药性能参数在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于火炸药热老化失重及挥发分试验过程的安全型火炸药性能参数在线监测装置。该装置包括升降系统、控制系统、显示系统和烘箱;其中,升降系统包括上支架板、下支架板、导柱、升降平板、直线轴承、步进电机、升降导杆、隔热板、称重传感器、吊杆组件和样品盘。本装置利用烘箱顶部的开孔,将称重传感器外置,吊杆组件穿过烘箱顶部的开孔与称重传感器连接,吊杆底部悬挂样品盘,样品盘置于烘箱内部,利用称重传感器力变化,称量烘箱内含能样品质量实时变化,使得称量数值能准确反应样品受热后本身质量的损失变化规律,实现在线监测样品质量的变化。
Description
技术领域
本发明属于火炸药理化分析测试技术领域,具体涉及一种适用于火炸药热老化失重及挥发分试验过程的安全型火炸药性能参数在线监测装置。
背景技术
贮存寿命是常规火炸药产品一个非常关键与重要的技术指标,对其进行评价是一项非常重要的工作。目前国内外对火炸药寿命的评估方法主要是数理统计的方法、自然老化和加速老化的方法,由于前两种方法需要样本量大、试验周期太长,所以目前主要采用加速老化的方法进行火炸药的寿命预估。
目前炸药试验方法中水分和挥发分的测定(GJB772.403-89)试验是在已恒温的称量瓶中,称取5g试样,精确至0.0002g,使试样均匀布满称量瓶底部,将盛有试样的称量瓶放入预热至现在温度的烘箱中,打开瓶盖,烘干一定时间,盖上称量瓶盖,取出称量瓶放入干燥器内,冷却至室温后称量,获得试样的质量损失。
目前热减量法试验(GJB770B-2005505.1)是在各规定的温度下加热测定限定时间内试样的质量损失,在使用烘箱进行的较大样品量≧5g的热减量/热失重试验,还是在烘箱中老化,隔一定时间取出,放冷称量,测定规定时间内试样的质量损失,两种试验均为人工操作,过程比较繁琐且存在以下缺点:
1、目前含能材料热老化加速试验是定量试样在烘箱中受热变化,测出一定温度、一定时间内试样减少的质量,均由试验人员间隔一定时间后取出“放置至室温后称量”。这样的方法和装置只能获得冷却后的数据并对某些样品的老化研究存在较大偏差,不能准确在线获取样品实时的质量变化,而且高温取样存在极大的安全风险,容易导致样品燃爆伤人。
2、火炸药样品水分和挥发分试验,是在已恒温的称量瓶中,称取≧5g试样,将盛有试样的称量瓶放入高温烘箱中,烘干一定时间,取出称量瓶,冷却至室温称量热失重,均是人工操作,高温取样时存在极大的安全风险,容易导致样品燃烧伤人。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提出一种安全型火炸药性能参数在线监测装置,以针对目前水分和挥发分试验及热老化试验存在的“放置至室温后称量”等的离线检测方法存在的不足,解决如何进行在线检测的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提出一种安全型火炸药性能参数在线监测装置,该监测装置包括升降系统、控制系统、显示系统和烘箱;其中,
升降系统包括上支架板、下支架板、导柱、升降平板、直线轴承、步进电机、升降导杆、隔热板、称重传感器、吊杆组件和样品盘;其中,上支架板、下支架板和导柱共同组成稳固框架;升降平板上安装有直线轴承,直线轴承与导柱实现高精度同轴配合;步进电机的上端与上支架板连接,下端通过升降导杆与升降平板连接,通过步进电机的驱动完成升降平板的升降动作;升降平板上装有隔热板,称重传感器固定在隔热板上,不与烘箱直接接触;吊杆组件穿过烘箱顶部的开孔、下支架板和升降平板,其上端通过传感器挂钩与称重传感器连接,下端连接样品盘,样品盘置于烘箱内部;
控制系统通过单片机对步进电机的运动、烘箱的温度和称重传感器的参数进行控制,同时接收称重传感器的反馈信号;
显示系统接收控制系统的烘箱温度数据和称重传感器的反馈信号,并在计算机上在线显示热减量试验数据,显示质量和温度的在线变化图谱。
进一步地,隔热板为聚四氟隔热板。
进一步地,样品盘通过钢丝悬挂于吊杆组件下部的挂钩上。
进一步地,吊杆组件包括位于下部的金属吊杆和位于上部的绝热连接杆;绝热连接杆不深入烘箱内部。
进一步地,金属吊杆为铝制吊杆。
进一步地,绝热连接杆为聚四氟连接杆。
进一步地,样品盘为不锈钢材质。
(三)有益效果
本发明提出的安全型火炸药性能参数在线监测装置,包括升降系统、控制系统、显示系统和烘箱;其中,升降系统包括上支架板、下支架板、导柱、升降平板、直线轴承、步进电机、升降导杆、隔热板、称重传感器、吊杆组件和样品盘。本装置利用烘箱顶部的两个开孔,将称重传感器外置,吊杆穿过烘箱顶部的开孔与称重传感器连接,吊杆底部悬挂样品盘,样品盘置于烘箱内部,利用称重传感器力变化,称量烘箱内含能样品质量实时变化,使得称量数值能准确反应样品受热后本身质量的损失变化规律,实现在线监测样品质量的变化。
本装置能够实现大药量样品的在线监测,克服现有技术中在线监测只能针对小药量样品或者对大药量样品只能进行离线监测的缺点。本装置在长期的热老化试验中,能够将取样人员解放出来,提高工作效率,节省人工取样时间(1h/次),同时缩短试验周期。
附图说明
图1为本发明实施例在线监测装置中升降系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种安全型火炸药性能参数在线监测装置,该监测装置包括升降系统、控制系统、显示系统和烘箱。
如图1所示,升降系统由上支架板1、下支架板11、导柱3、护罩4、升降平板7、直线轴承8、步进电机2、升降导杆12、聚四氟隔热板6、称重传感器5、传感器挂钩9、铝制吊杆13、聚四氟连接杆10和样品盘14等组成,实现称量与非称量时的转换。其中,上支架板1、下支架板11和导柱3共同组成稳固框架,并在外部设有护罩4;升降平板7上安装有直线轴承8,直线轴承8与导柱3实现高精度同轴配合;步进电机2的上端与上支架板1连接,下端通过升降导杆12与升降平板7连接,通过步进电机2的驱动完成升降平板7的升降动作,通过双电机驱动,使得运行平稳可靠。
升降平板7上装有聚四氟隔热板6,称重传感器5固定在聚四氟隔热板6上,不与烘箱直接接触;升降平板7下降后与烘箱顶面距离30mm,避免对烘箱顶部开孔产生封堵,保证称重传感器5的使用安全。吊杆组件穿过烘箱顶部的开孔、下支架板11和升降平板7,上端通过传感器挂钩9与称重传感器5连接,吊杆组件的下端连接钢丝悬挂样品盘14,样品盘14置于烘箱内部。
在本实施例中,步进电机2采用单片机控制,以电机转动驱动丝杠通过固定的丝母的转动产生上升和下降位移,顺时针转动为上升,逆时针转动为下降。利用两端的导柱3,能够简化控制电路,增加升降平台7在上升或下降时的稳定性和精准性。
吊杆组件包括位于下部的铝制吊杆13和位于上部的聚四氟连接杆10。聚四氟连接杆10重量轻、不易破碎、防老化性能好,耐强酸强碱及有机溶剂腐蚀,耐热性好,导热性差。聚四氟连接杆10重量轻、不易破碎、防老化性能好,耐强酸强碱及有机溶剂腐蚀,耐热性好,导热性差。聚四氟连接杆10不深入烘箱内部,避免高温造成零件变形。聚四氟连接杆10能够有效阻止热气流对称重传感器5的冲击,保证称量数据的准确性。铝制吊杆13采用4mm铝棒加工,保证刚性的同时减轻重量,下端为挂钩,与钢丝悬挂样品盘14连接方便;样品盘14为不锈钢材质,采用钢丝悬挂具有柔性。
控制系统以单片机为核心,对步进电机2运动、烘箱温度和称重传感器5的各种参数进行控制,同时接收称重传感器5的反馈信号。
显示系统接收控制系统的烘箱温度数据和称重传感器5的反馈信号,并在计算机上实现在线显示热减量试验数据,显示质量和温度的在线变化图谱。
烘箱主要由工作室、控温仪表、液位计及冷凝器等组成,电源220V/3kw,通过特制不锈钢灌装加热器对传热介质进行加热,经热辐射传至工作室内,因而无明火、无过热现象及高温区。采用控温仪表对烘箱进行控制,温度波动可控制在±2℃,控温仪表能够同时对工作室和介质的温度进行控制、显示和报警。当工作室或介质温度由于某故障原因超过所设定的报警温度值时,主电路系统自动切断。箱门采用弹性门扣以在发生意外时,能自动冲开箱门泄压。工作室及其接管全部采用优质不锈钢材料加工。不但耐腐蚀性好,而且强度高、刚度好,不会发生渗透现象,工作室夹套内灌传热介质丙三醇,工作室与外壳之间全部装填优质保温材料,保温性能较理想,液位计用于直接观察工作室夹套内的液面高度,冷凝器能自动回收工作室夹套内传热介质中的汽化部分,减少传热介质的损耗。
在室温条件下,利用砝码检验本实施例的装置用于质量检测的准确度和精确度,如表1所示。
表1质量检测的准确度和精确度
本装置用于NC的水分及挥发分检测的试验结果,如表2所示。
表2水分及挥发分检测的试验结果
使用本实施例的装置实时监测A-IX-II炸药老化过程质量变化,如表3所示。
表3 A-IX-II炸药老化过程质量变化
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种安全型火炸药性能参数在线监测装置,其特征在于,所述监测装置包括升降系统、控制系统、显示系统和烘箱;其中,
所述升降系统包括上支架板、下支架板、导柱、升降平板、直线轴承、步进电机、升降导杆、隔热板、称重传感器、吊杆组件和样品盘;其中,上支架板、下支架板和导柱共同组成稳固框架;升降平板上安装有直线轴承,直线轴承与导柱实现高精度同轴配合;步进电机的上端与上支架板连接,下端通过升降导杆与升降平板连接,通过步进电机的驱动完成升降平板的升降动作;升降平板上装有隔热板,称重传感器固定在隔热板上,不与烘箱直接接触;吊杆组件穿过烘箱顶部的开孔、下支架板和升降平板,其上端通过传感器挂钩与称重传感器连接,下端连接样品盘,样品盘置于烘箱内部;
所述控制系统通过单片机对步进电机的运动、烘箱的温度和称重传感器的参数进行控制,同时接收称重传感器的反馈信号;
所述显示系统接收控制系统的烘箱温度数据和称重传感器的反馈信号,并在计算机上在线显示热减量试验数据,显示质量和温度的在线变化图谱。
2.如权利要求1所述的在线监测装置,其特征在于,所述隔热板为聚四氟隔热板。
3.如权利要求1所述的在线监测装置,其特征在于,所述样品盘通过钢丝悬挂于吊杆组件下部的挂钩上。
4.如权利要求1所述的在线监测装置,其特征在于,所述吊杆组件包括位于下部的金属吊杆和位于上部的绝热连接杆;所述绝热连接杆不深入烘箱内部。
5.如权利要求4所述的在线监测装置,其特征在于,所述金属吊杆为铝制吊杆。
6.如权利要求4所述的在线监测装置,其特征在于,所述绝热连接杆为聚四氟连接杆。
7.如权利要求1所述的在线监测装置,其特征在于,样品盘为不锈钢材质。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191115 |