CN110530215B - 一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法,组合控制模板的下端与压力机的滑槽相匹配以便于接收压力；所述上板设有40个台阶孔、外壳顶部40个通孔以及底板设计40个螺纹盲孔，组合控制模板从上到下依次竖直安装有专用压冲、压力传感器，两端均固定有电源盒，电源盒内设有电源、ARM中央处理器、存储器、WIFI模块、数据传输线以及数字交换接口，ARM中央处理器以及存储器均设有五个，每个ARM中央处理器分别通过各自的数据传输线连接五个采集器，并将其采集的压力信息通过各自的存储器保存起来，每个存储器内存储的信息通过WIFI模块或者数字交换接口以无线或有线的方式与电脑相连，电源为上述ARM中央处理器、存储器以及WIFI模块提供电源。

Description

一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法

技术领域

本发明涉及军工检测设备领域，具体地说涉及一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法。

背景技术

火工品是一种壳体内装有火药或炸药，受外界刺激后产生燃烧或爆炸，以引燃火药、引爆炸药或做机械功一次性使用的元器件和装置的总称，广泛应用于军事、民用爆破、消防、森林防护、建筑工程等领域。火工品的质量和作用可靠性除了依赖于正确的设计保证，工艺控制也是很重要的因素,压药工序(药剂装入壳体后，压药冲通过工装固定于压力设备对药剂施加一定的压力)属火工品生产过程中的关键环节，其中压药压力又是直接影响装药密度的重要工艺参数。

为了保证药剂装填密度及其一致性从而确保火工品的爆炸、输出功能稳定可靠，这就需要对产品壳体内药剂的承受压力进行检测，目前国内，火工品生产企业多普遍使用压力设备，但是均不能够同时测试40孔压力值，另外也不能显示压力变化过程。

基于此，现研究一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法，能够针对40孔油压机对产品压力的检测，具有操作简单、数据可靠、成本低、直观性强等优点，可广泛被借鉴应用于不同压力设备以及生产不同数量产品的压力检测。

发明内容

为了克服现有的火工品压力检测装置不能够同时测试40孔压力值，另外也不能显示压力变化的过程，本发明提供了一种用于火工品生产的40孔压力检测装置及方法，能够针对40孔油压机对产品压力的检测，具有操作简单、数据可靠、成本低、直观性强等优点，可广泛被借鉴应用于不同压力设备以及生产不同数量产品的压力检测。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于火工品生产的40孔压力检测装置,涉及到压力机，包括组合控制模板、路由器、电脑，所述组合控制模板的下端与压力机的滑槽相匹配以便于接收压力；

所述组合控制模板整体上为矩形盒状，具体包括底板、外壳以及上板，底板和外壳组成内部空心的矩形盒状，上板固定在外壳上部；上板、外壳顶部以及底板分别设有40个台阶孔、40个通孔以及对应40个螺纹盲孔，通过装配结构设计、装配尺寸链计算、机械加工工艺及装配工艺保证上板、外壳、及底板40孔的同轴度；在上述台阶孔、通孔以及螺纹盲孔中从上到下依次竖直安装有专用压冲、压力传感器，其中每一排8个压力传感器共用并连接一个采集器；所述组合控制模板的两端均固定有电源盒，电源盒内设有电源、ARM中央处理器、存储器、WIFI模块、数据传输线以及数字交换接口，所述ARM中央处理器以及存储器均设有五个，每个ARM中央处理器分别通过各自的数据传输线连接五个采集器，并将其采集的压力信息通过各自的存储器保存起来，每个所述存储器内存储的信息通过WIFI模块或者数字交换接口以无线或有线的方式与电脑相连，所述电源为上述ARM中央处理器、存储器以及WIFI模块提供电源。

进一步的，每个所述压力传感器下部均设有对应的外螺纹并通过外螺纹连接固定在M6螺纹盲孔中，采用数控加工中心保证40孔与压药模具40孔位置度吻合。

进一步的，在所述40个M6螺纹盲孔的空隙间隔处又设有28个外径∮18的盲孔，用于增加底板的强度防止其热处理过程中的变形；组合控制模板两端设有若干数量的螺丝孔，底板、上板与外壳以及电源盒采用螺钉固定连接。

进一步的，所述底板为经过HRC42～45调质处理的40Cr钢材,其表面采取镀镍防腐处理，保证了底板具有一定的韧性、强度和耐磨性。

进一步的，所述底板上设有2毫米高的长方形凸台并通过外壳2毫米深的长方形凹槽对接，凸台与凹槽之间采用硅橡胶粘接牢固。

进一步的，所述上板为夹布胶木材料制成，厚度为15毫米，40个台阶孔为数控加工而成，保证了精度和位置度要求，每个台阶孔下端的沉孔与凸出外壳的传感器外圆间隙配合以保证上板与外壳上每个台阶孔的同轴度要求，上端的孔与压冲间隙配合以放置专用压冲。

进一步的，所述专用压冲为采用45号钢经调质处理的平头台阶结构，其高度尺寸与上板厚度匹配并直接放置在上板台阶孔内，在测压时起到了压药冲与传感器之间的过渡衔接作用。

进一步的，所述外壳为采用铝合金经表面氧化处理的高35毫米，内部约30毫米高的空心长方形结构，其内空间用于容纳压力传感器的数据传输线；外壳的顶部内平面设有三条加强筋，以此增加强度；每个压力传感器外圆采用硅橡胶与外壳粘接牢固。

进一步的，每个所述压力传感器的材料为17-4PH钢并经过热处理HRC42～45，目的是提高传感器的机械性能和耐压强度，每个所述压力传感器的表面电解抛光，提高光洁度和耐腐蚀性；上端外圆尺寸与外壳间隙配合，下端外螺纹M6与底板相连接，中端部分外表面铣方，方便扳手安装，同时也可以减少空间占用便于采集器模块的安装。

本发明还公开了一种用于火工品生产的40孔压力检测方法，包括以下步骤：

S1、将组合控制模板顺着油压机滑槽推入压药冲下方，利用滑槽前端定位挡块前后定位以保证40个压药冲与组合控制模板的40个传感器同轴度；

S2、启动预先安装在电脑的测试软件，通过路由器或数据传输线为媒介，将组合控制模板与电脑连接；

S3、安装在油压机上的压药冲通过专用压冲作用于压力传感器，传感器所受压力值通过数据采集器采集，利用数据传输线将采集的数据传送到ARM中央处理器；

S4、中央处理器对采集的数据进行分析、计算、修正、处理后以表格形式实时保存到存储器中，存储器中的数据导入到电脑，通过电脑显示、输出压力数据表；

S5、最后测试软件处理数据并通过电脑显示、输出压力—时间的曲线图谱。

本发明的有益效果体现在：(1)压力检测成本较低：根据调研测力传感器等的使用寿命和鉴定周期内的压力鉴定检测费用，以及测试装置的开发成本，估算单发单点测试成本为0.01元，40孔压力测试装置单次测试费用约为0.40元。(2)测试效率较高：40孔压力检测装置，将组合控制模板直接推入设备底部滑槽，启动油压设备，同时完成40发产品压力测试，实现生产过程随机抽测，直观显示，实时记录，40发测试时间约需1分钟，测试效率较高。(3)压力过程直观反映：40孔压力检测装置，可以准确把一个压力过程的压力变化转化成压力和时间的图谱，非常直观反映一个压力周期压力与时间变化的关系，能准确测定设备始压--升压--降压--保压过程的压力变化情况，对生产过程中调试设备以及分析产品药剂的装压质量具有科学的指导意义。(4)应用前景广泛：目前国内，火工品生产企业多普遍使用40孔油压压力设备，该项成果可广泛推广，此项技术也可延伸应用到各种压力设备的多模压力测试，应用前景广泛。

附图说明

图1是本实施例的用于火工品生产的40孔压力检测装置的组成结构示意图；

图2是本实施例的组合控制模板结构示意图；

图3是本实施例的组合控制模板的左视剖面图；

图4是本实施例中的40孔压力检测装置测试原理路线图；

图5是本实施例中××产品某路某一通道的压力记录表部分一；

图6是本实施例中××产品某路某一通道的压力记录表部分二；

图7是本实施例中××产品某路某一通道的压力—时间曲线；

图8是本实施例中××产品某路八个通道压力—时间曲线图；

图9是图2组合控制模板中A部位放大示意图；

图10是图2组合控制模板中B部位放大示意图。

图中：1为电源盒，2为存储器(5个)，3为ARM处理器(5个)，4为WiFi模块，5为压力传感器(40个)，6为采集器(5个)，7为电源，8为外壳，9为底板，10为上板，11为专用压冲(40个),12为外径∮18的盲孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1-10：本实施例的一种用于火工品生产的40孔压力检测装置,涉及到压力机，包括组合控制模板、路由器、电脑，所述组合控制模板的下端与压力机的滑槽相匹配以便于接收压力；

所述组合控制模板整体上为矩形盒状，具体包括底板9、外壳8以及上板10，底板9和外壳8组成内部空心的矩形盒状，上板10固定在外壳8上部；所述上板10、外壳顶部以及底板分别设有40个台阶孔、40个通孔以及对应40个螺纹盲孔，通过装配结构设计、装备尺寸链计算、机械加工工艺及装配工艺保证上板、外壳、及底板40孔的同轴度；在上述台阶孔、通孔以及螺纹盲孔中从上到下依次竖直安装有专用压冲11、压力传感器5，其中每一排8个压力传感器5共用并连接一个采集器6；所述组合控制模板的两端均固定有电源盒1，电源盒1内设有电源、ARM中央处理器3、存储器2、WIFI模块4、数据传输线以及数字交换接口，所述ARM中央处理器3以及存储器2均设有五个，每个ARM中央处理器3分别通过各自的数据传输线连接五个采集器6，并将其采集的压力信息通过各自的存储器2保存起来，每个所述存储器2内存储的信息通过WIFI模块4或者数字交换接口以无线或有线的方式与电脑相连，所述电源为上述ARM中央处理器3、存储器2以及WIFI模块4提供电源。

以上可以看出，本实施例共设计有5路数据控制系统，每路系统分别控制和处理8个传感器的所承受的压力值。其检测压力的过程以及每路系统的测试原理是：将组合控制模板顺着油压机滑槽推入压药冲下方，利用滑槽前端定位挡块前后定位以保证压力机的40个压药冲与组合控制模板的40个传感器同轴度，启动预先安装在电脑的测试软件，通过路由器或传输线为媒介，将组合控制模板与笔记本电脑连接，安装在压力机上的压药冲通过专用压冲作用于传感器，传感器所受压力值通过数据采集器采集，利用传输线将采集数据传送到ARM数据处理器，处理器对采集数据进行分析、计算、修正并实时保存到存储器中，通过电脑将存储器中压力数据表格显示和输出，再通过软件处理将电脑实时接收的压力数据以压力—时间曲线图谱输出。

另外需要说明的是，本实施例中的电源盒采用铝合金制造，表面氧化，一个用于放置电池电源和数字交换接口，另一个用于放置中央处理器、存储器、WIFI模块等。

采集器包括信号放大器、ADC0809模数转换电路、线路板等电子元器件，每路采集器通过八条数据采集线分别将八个传感器连接，其作用是对传感器的数据的实时采集，通过传输线传送到中央处理器。

ARM数据处理器，其体积小、功耗低、成本低、性能高、执行速度较快、寻址方式灵活简单，其作用是对采集器传输的数据进行分析、计算和修正。

存储器采用金士顿32G，其容量大、存储速度快，主要作用是保存数据。

WIFI模块采用ESP8266ESP-01型号模块，实现电脑和组合控制模板的无线信息传输。

数字交换接口采用RS-232串口电路接口，当需要电脑和组合控制模板有线信息传输，用于安装传输线的接口。

电脑上安装有测试软件用于启动数据控制系统，对传送的存储器数据实时分析转换成压力—时间波形图。

进一步的，每个所述压力传感器5下部均设有对应的外螺纹并通过外螺纹连接固定在M6螺纹盲孔中，采用数控加工中心保证40孔与压药模具40孔位置度吻合。

进一步的，在所述40个M6螺纹盲孔的空隙间隔处又设有28个外径∮18的盲孔12，用于增加底板9的强度防止其热处理过程中的变形；组合控制模板两端设有若干数量的螺丝孔，底板9、上板10与外壳8以及电源盒1采用螺钉固定连接。

进一步的，所述底板9为经过HRC42～45调质处理的40Cr钢材,其表面采取镀镍防腐处理，保证了底板9具有一定的韧性、强度和耐磨性。

进一步的，参见图10：所述底板9上设有2毫米高的长方形凸台并通过外壳2毫米深的长方形凹槽对接，凸台与凹槽之间采用硅橡胶粘接牢固。

进一步的，所述上板10为夹布胶木材料制成，厚度为15毫米，40个台阶孔为数控加工而成，保证了精度和位置度要求，每个台阶孔下端的沉孔与凸出外壳的传感器外圆间隙配合以保证上板与外壳上每个台阶孔的同轴度要求，上端的孔与压冲间隙配合以放置专用压冲。

进一步的，所述专用压冲11为采用45号钢经调质处理的平头台阶结构，其高度尺寸与上板厚度匹配并直接放置在上板台阶孔内，在测压时起到了压药冲与传感器之间的过渡衔接作用。

进一步的，所述外壳8为采用铝合金经表面氧化处理，外壳高35毫米，内部约30毫米高的空心长方形结构，其内空间用于容纳压力传感器的数据传输线；外壳的顶部内平面设有三条加强筋，以此增加强度；参见图9：每个压力传感器5外圆采用硅橡胶与外壳粘接牢固。

进一步的，每个所述压力传感器5的材料为17-4PH钢并经过热处理HRC42～45，目的是提高传感器的机械性能和耐压强度，每个所述压力传感器5的表面电解抛光，提高光洁度和耐腐蚀性；上端外圆尺寸与外壳间隙配合，下端外螺纹M6与底板相连接，中端部分外表面铣方，方便扳手安装，同时也可以减少空间占用便于采集器模块的安装。

如图5-6所示为××产品某路某一通道的压力记录表部分一以及部分二，通过此记录表数据导入到电脑中，通过测试软件得出图7所示××产品某路某一通道的压力—时间曲线以及图8所示的××产品某路八个通道压力—时间曲线图。由此可以看出，本实施例能够同时完成40发产品压力测试，实现生产过程随机抽测，直观显示产品的保压值及峰值，并实时记录可以准确把一个压力过程的压力变化转化成压力和时间的图谱，非常直观反映一个压力周期压力与时间变化的关系，能准确测定设备始压--升压--降压--保压过程的压力变化情况，对生产过程中调试设备以及分析产品药剂的装压质量具有科学的指导意义。

实施例2

本实施例还公开了一种用于火工品生产的40孔压力检测方法，包括以下步骤：

S1、将组合控制模板顺着油压机滑槽推入压药冲下方，利用滑槽前端定位挡块前后定位以保证40个压药冲与组合控制模板的40个传感器同轴度；

S2、启动预先安装在电脑的测试软件，通过路由器或数据传输线为媒介，将组合控制模板与电脑连接；

S3、安装在油压机上的压药冲通过专用压冲作用于压力传感器，传感器所受压力值通过数据采集器采集，利用数据传输线将采集的数据传送到ARM中央处理器；

S4、中央处理器对采集的数据进行分析、计算、修正、处理后以表格形式实时保存到存储器中，存储器中的数据导入到电脑，通过电脑显示、输出压力数据表；

S5、最后测试软件处理数据并通过电脑屏幕显示、输出压力—时间的曲线图谱。

本发明以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于火工品生产的40孔压力检测装置,涉及到压力机，其特征在于：包括组合控制模板、路由器、电脑，所述组合控制模板的下端与压力机的滑槽相匹配以便于接收压力；

所述组合控制模板整体上为矩形盒状，具体包括底板、外壳以及上板，底板和外壳组成内部空心的矩形盒状，上板固定在外壳上部；上板、外壳顶部以及底板分别设有40个台阶孔、40个通孔以及对应40个螺纹盲孔，通过装配结构设计、装配尺寸链计算、机械加工工艺及装配工艺保证上板、外壳、及底板40孔的同轴度；在上述台阶孔、通孔以及螺纹盲孔中从上到下依次竖直安装有专用压冲、压力传感器，其中每一排8个压力传感器共用并连接一个采集器；所述组合控制模板的两端均固定有电源盒，电源盒内设有电源、ARM中央处理器、存储器、WIFI模块、数据传输线以及数字交换接口，所述ARM中央处理器以及存储器均设有五个，每个ARM中央处理器分别通过各自的数据传输线连接五个采集器，并将其采集的压力信息通过各自的存储器保存起来，每个所述存储器内存储的信息通过WIFI模块或者数字交换接口以无线或有线的方式与电脑相连，所述电源为上述ARM中央处理器、存储器以及WIFI模块提供电源；

所述专用压冲的结构为：采用45号钢经调质处理的平头台阶结构，其高度尺寸与上板厚度匹配并直接放置在上板台阶孔内；

所述外壳为采用铝合金经表面氧化处理的高35毫米，内部30毫米高的空心长方形结构，其内空间用于容纳压力传感器的数据传输线；外壳顶部的内平面设有三条加强筋；每个压力传感器外圆采用硅橡胶与外壳粘接牢固；

每个所述压力传感器的材料为17-4PH钢并经过热处理HRC42～45，每个所述压力传感器的表面电解抛光；上端外圆尺寸与外壳间隙配合，下端外螺纹M6与底板相连接，中端部分外表面铣方。

2.根据权利要求1所述的用于火工品生产的40孔压力检测装置，其特征在于：每个所述压力传感器下部均设有对应的外螺纹并通过外螺纹连接固定在M6螺纹盲孔中。

3.根据权利要求2所述的用于火工品生产的40孔压力检测装置，其特征在于：在所述40个M6螺纹盲孔的空隙间隔处又设有28个外径∮18的盲孔；组合控制模板两端设有若干数量的螺丝孔，底板、上板与外壳以及电源盒采用螺钉固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于火工品生产的40孔压力检测装置，其特征在于：所述底板为经过HRC42～45调质处理的40Cr钢材,其表面采取镀镍防腐处理。

5.根据权利要求1所述的用于火工品生产的40孔压力检测装置，其特征在于：所述底板上设有2毫米高的长方形凸台并通过外壳2毫米深的长方形凹槽对接，凸台与凹槽之间采用硅橡胶粘接牢固。

6.根据权利要求1所述的用于火工品生产的40孔压力检测装置，其特征在于：所述上板为夹布胶木材料制成，厚度为15毫米，40个台阶孔为数控加工而成，每个台阶孔下端的沉孔与凸出外壳的传感器外圆间隙配合以保证上板与外壳上每个台阶孔的同轴度要求，上端的孔与压冲间隙配合以放置专用压冲。

7.一种用于火工品生产的40孔压力检测方法，采用如权利要求1-6中任一权利要求所述的压力检测装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将组合控制模板顺着油压机滑槽推入压药冲下方，利用滑槽前端定位挡块前后定位以保证40个压药冲与组合控制模板的40个传感器同轴度；

S2、启动预先安装在电脑的测试软件，通过路由器或数据传输线为媒介，将组合控制模板与电脑连接；

S3、安装在油压机上的压药冲通过专用压冲作用于压力传感器，传感器所受压力值通过数据采集器采集，利用数据传输线将采集的数据传送到ARM中央处理器；

S4、中央处理器对采集的数据进行分析、计算、修正、处理后以表格形式实时保存到存储器中，存储器中的数据可导入到电脑，通过电脑显示、输出压力数据表；

S5、最后测试软件处理数据并通过电脑显示、输出压力—时间的曲线图谱。