CN115127691A - 一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二级轻气炮温度测量的方法，具体涉及一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，用于解决二级轻气炮高压锥段处由于高温、高压，导致无法采用常见温度传感器对其温度进行测量的不足之处。该用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法在高压锥段与发射管之间设置锥段延长段、烧蚀环，所述锥段延长段上设置有径向测温孔，用于设置测温仪器的测温探头；本发明能够在不破坏二级轻气炮原有结构的基础上，实现对二级轻气炮高压锥段处的温度测量。
Description
技术领域
本发明涉及二级轻气炮温度测量的方法，具体涉及一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法。
背景技术
二级轻气炮是重要且广泛应用的超高速发射装置，其通常包括依次设置的燃烧室、高压气室、泵管、高压锥段、发射管和靶室；所述高压锥段内径呈锥形状逐渐变窄，大径与泵管直径相同，小径与发射管直径相同；高压锥段的大径一端与泵管连接，小径一端与发射管连接，并且连接处设有发射管膜片，高压锥段两端连接依靠液压油泵压紧密封。工作时，快开阀门打开，高压气室中高压气体膨胀推动泵管内的活塞向前运动，活塞压缩泵管内部的轻质气体，在高压锥段形成极高温高压气体，当气体达到发射管膜片破膜压力后发射管膜片破裂，高压轻质气体推动弹丸在发射管内部加速，最后按照预期速度着靶。
高压锥段处的温度是决定二级轻气炮发射过程的关键参数之一，由于温度最高可达3000K，且压力极大，无法采用常见的温度传感器进行测量。
发明内容
本发明的目的是解决二级轻气炮高压锥段处由于高温、高压，导致无法采用常见温度传感器对其温度进行测量的不足之处，而提供一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法。
为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：
一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
步骤1、在二级轻气炮的高压锥段与发射管之间依次设置锥段延长段、烧蚀环，并将发射管膜片设置在锥段延长段与烧蚀环之间；再将高压锥段外壳与发射管外壳通过多个螺栓固定，以保证发射管膜片夹持可靠；
所述锥段延长段中部、烧蚀环中部分别设置有与发射管孔径相等的第一轴向通孔和第二轴向通孔，锥段延长段侧壁设置有与第一轴向通孔连通的径向测温孔，锥段延长段一端与高压锥段外壳对接，另一端与烧蚀环对接，烧蚀环与发射管外壳对接，高压锥段出口、第一轴向通孔、第二轴向通孔和发射管内孔依次同轴对接；
步骤2、将测温仪器的测温探头伸入径向测温孔，且使测温探头端部与第一轴向通孔保持径向间隙，再将测温探头的金属外壳与径向测温孔内壁连接固定；
所述测温探头包括测温光纤，以及设置在测温光纤外的金属外壳；
步骤3、通过二级轻气炮的高压气室中高压气体膨胀推动泵管内的活塞向前运动，活塞压缩泵管内部的轻质气体，在高压锥段内形成高温高压气体，高温高压气体经过锥段延长段连通至发射管膜片，当气压达到发射管膜片破膜压力后发射管膜片破裂，高温高压气体经过烧蚀环后推动弹丸在发射管内部加速，最后按照预期速度着靶；
在此工作过程中，通过测温探头测量由所述高温高压气体构成的高温辐射体在特定波长下，其辐射亮度随时间的变化信息，并将该信息传输给测温仪器，测温仪器将辐射亮度数据转化为温度数据，实现测量二级轻气炮高压锥段处温度的目的。
进一步地，步骤1中，所述锥段延长段端部、烧蚀环端部分别设置有与发射管膜片直径相等的第一凹槽和第二凹槽，发射管膜片位于第一凹槽与第二凹槽形成的膜片腔内，膜片腔的轴向厚度与发射管膜片一致。
进一步地，步骤2中，所述金属外壳上设置有环形凸起；步骤1中，所述径向测温孔内壁靠近入口处设置有与环形凸起适配的凹槽。
进一步地，步骤2中，所述金属外壳靠近环形凸起处设置有便于旋拧的六角螺帽，所述测温探头的金属外壳通过设置在环形凸起外侧的外螺纹以及设置在凹槽侧壁的内螺纹实现与径向测温孔内壁连接固定。
进一步地，步骤1中，所述锥段延长段与高压锥段外壳之间、烧蚀环与发射管外壳之间均采用凹凸配合方式对接，并且设置密封装置。
进一步地，步骤2中，所述测温仪器采用测温范围为1500K到8000K的瞬态光学高温测量仪。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，在高压锥段与发射管之间设置锥段延长段、烧蚀环，所述锥段延长段上设置有径向测温孔，用于设置测温仪器的测温探头；本发明能够在不破坏二级轻气炮原有结构的基础上，实现对二级轻气炮高压锥段处的温度测量。
(2)本发明一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法所采用的测温探头，在测温光纤外部套装金属外壳，用以适应二级轻气炮高压锥段处的高压环境，并且在金属外壳上设置螺纹，用以与径向测温孔内壁固定，使测温探头与第一轴向通孔保持径向间隙的同时，达到精准测温的目的。
(3)本发明一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法基于光电转换技术，采用1500K到8000K的瞬态光学高温测量仪对二级轻气炮高压锥段处温度进行测量，具有响应时间快，测温范围广的优点。
附图说明
图1为本发明一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法的测温原理示意图；
图2为图1实施例中所使用测温探头的结构示意图。
附图标记说明如下：01-高压锥段；02-发射管；03-发射管膜片；1-锥段延长段，11-第一轴向通孔，12-径向测温孔；2-烧蚀环，21-第二轴向通孔；3-测温探头，31-测温光纤，32-金属外壳，33-六角螺帽。
具体实施方式
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地说明。
参照图1，一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，包括如下步骤：
步骤1、在二级轻气炮的高压锥段01与发射管02之间设置锥段延长段1、烧蚀环2，并将发射管膜片03设置在锥段延长段1端部与烧蚀环2之间；再将高压锥段01外壳与发射管02外壳通过多个螺栓固定，以保证发射管膜片03夹持可靠；
所述锥段延长段1中部、烧蚀环2中部分别设置有与发射管02孔径相等的第一轴向通孔11和第二轴向通孔21，锥段延长段1设置有与第一轴向通孔11连通的径向测温孔12，锥段延长段1一端与高压锥段01外壳对接，另一端与烧蚀环2对接，烧蚀环2与发射管02外壳对接，高压锥段01出口、第一轴向通孔11、第二轴向通孔21和发射管02内孔依次同轴对接；
所述锥段延长段1端部、烧蚀环2端部分别设置有与发射管膜片03直径相等的第一凹槽和第二凹槽，发射管膜片03位于第一凹槽与第二凹槽形成的膜片腔内，膜片腔的轴向厚度与发射管膜片03一致；所述锥段延长段1与高压锥段01外壳之间、烧蚀环2与发射管02外壳之间均采用凹凸配合方式对接，并且设置密封装置；
步骤2、将测温仪器的测温探头3伸入径向测温孔12，且使测温探头3端部与第一轴向通孔11保持径向间隙，再将测温探头3的金属外壳32与径向测温孔12内壁连接固定；
所述测温探头3包括测温光纤31，以及设置在测温光纤31外的金属外壳32；所述金属外壳32上设置有环形凸起，所述径向测温孔12内壁靠近入口处设置有与环形凸起适配的凹槽，环形凸起与凹槽之间通过螺纹固定，金属外壳32靠近环形凸起处设置有便于旋拧的六角螺帽33，如图2所示；
步骤3、通过二级轻气炮的高压气室中高压气体膨胀推动泵管内的活塞向前运动，活塞压缩泵管内部的轻质气体，在高压锥段01内形成高温高压气体，高温高压气体经过锥段延长段1连通至发射管膜片03，当气压达到发射管膜片03破膜压力后发射管膜片03破裂，高温高压气体经过烧蚀环2后推动弹丸在发射管02内部加速，最后按照预期速度着靶；
在此工作过程中，通过测温探头3测量由所述高温高压气体构成的高温辐射体在特定波长下，其辐射亮度随时间的变化信息，并将该信息传输给测温仪器，测温仪器将辐射亮度数据转化为温度数据，实现测量二级轻气炮高压锥段01处温度的目的。
本实施例中，所述测温仪器采用测温范围为1500K到8000K的瞬态光学高温测量仪。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在二级轻气炮的高压锥段(01)与发射管(02)之间依次设置锥段延长段(1)、烧蚀环(2)，并将发射管膜片(03)设置在锥段延长段(1)与烧蚀环(2)之间；再将高压锥段(01)外壳与发射管(02)外壳通过多个螺栓固定，以保证发射管膜片(03)夹持可靠；
所述锥段延长段(1)中部、烧蚀环(2)中部分别设置有与发射管(02)孔径相等的第一轴向通孔(11)和第二轴向通孔(21)，锥段延长段(1)侧壁设置有与第一轴向通孔(11)连通的径向测温孔(12)，锥段延长段(1)一端与高压锥段(01)外壳对接，另一端与烧蚀环(2)对接，烧蚀环(2)与发射管(02)外壳对接，高压锥段(01)出口、第一轴向通孔(11)、第二轴向通孔(21)和发射管(02)内孔依次同轴对接；
步骤2、将测温仪器的测温探头(3)伸入径向测温孔(12)，且使测温探头(3)端部与第一轴向通孔(11)保持径向间隙，再将测温探头(3)的金属外壳(32)与径向测温孔(12)内壁连接固定；
所述测温探头(3)包括测温光纤(31)，以及设置在测温光纤(31)外的金属外壳(32)；
步骤3、通过二级轻气炮的高压气室中高压气体膨胀推动泵管内的活塞向前运动，活塞压缩泵管内部的轻质气体，在高压锥段(01)内形成高温高压气体，高温高压气体经过锥段延长段(1)连通至发射管膜片(03)，当气压达到发射管膜片(03)破膜压力后发射管膜片(03)破裂，高温高压气体经过烧蚀环(2)后推动弹丸在发射管(02)内部加速，最后按照预期速度着靶；
在此工作过程中，通过测温探头(3)测量由所述高温高压气体构成的高温辐射体在特定波长下，其辐射亮度随时间的变化信息，并将该信息传输给测温仪器，测温仪器将辐射亮度数据转化为温度数据，实现测量二级轻气炮高压锥段处温度的目的。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于：步骤1中，所述锥段延长段(1)端部、烧蚀环(2)端部分别设置有与发射管膜片(03)直径相等的第一凹槽和第二凹槽，发射管膜片(03)位于第一凹槽与第二凹槽形成的膜片腔内，膜片腔的轴向厚度与发射管膜片(03)一致。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于：步骤2中，所述金属外壳(32)上设置有环形凸起；步骤1中，所述径向测温孔(12)内壁靠近入口处设置有与环形凸起适配的凹槽。
4.根据权利要求3所述的一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于：步骤2中，所述金属外壳(32)靠近环形凸起处设置有六角螺帽(33)，所述测温探头(3)的金属外壳(32)通过设置在环形凸起外侧的外螺纹以及设置在凹槽侧壁的内螺纹实现与径向测温孔(12)内壁连接固定。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于：步骤1中，所述锥段延长段(1)与高压锥段(01)外壳之间、烧蚀环(2)与发射管(02)外壳之间均采用凹凸配合方式对接，并且设置密封装置。
6.根据权利要求5所述的一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法，其特征在于：步骤2中，所述测温仪器采用测温范围为1500K到8000K的瞬态光学高温测量仪。
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