CN116298179A - 测试含能材料气流冲击感度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种测试含能材料气流冲击感度的装置及方法,其通过向盛有试验样品的试验容器内通入气体,并通过气压调节装置调节进入试验容器内的气体压力,能够对试验样品受气体冲击感度进行测试,适用于对含能材料在受到快速增压时是否会发生危险进行测试,填补了目前含能材料受气体冲击感度测试的技术空白。其中,通过设置数据采集与控制装置来控制气压调节装置的调压过程,实现了自动化,而且自动化的操作可实现以毫秒级别完成目标压力的增压,提升了试验精度;另外,测控模块通过设置温度传感器、压力传感器和光纤传感器度试验过程进行监测,可以温度、压力、光信号综合判断样品是否产生危险,提高了试验的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及试验技术领域,特别是涉及一种测试含能材料气流冲击感度的装置及方法。
背景技术
液体推进剂在使用过程中会用高压氮气/氦气进行快速增压,因此会产生气体冲击,对液体推进剂在受到快速增压时是否会发生危险进行测试,是十分必要的。然而,现有技术并无液体推进剂等含能材料受气体冲击感度的测试方法与装置。因此,本发明提出了一种测试含能材料料受气体冲击感度的装置及方法,达到了有效测试含能材料受气体冲击感度的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试含能材料气流冲击感度的装置及方法,其能够有效测试含能材料受气体冲击感度,以解决现有技术无含能材料受气体冲击感度的测试装置及方法的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种测试含能材料气流冲击感度的装置,包括:
试验容器,其内部用于放置试验样品;
供气源,所述供气源通过供气管路与所述试验容器内部连通,所述供气管路上设置有气压调节装置,以调节进入所述试验容器内的气体压力;
测控模块,所述测控模块包括压力传感器、光纤传感器、温度传感器、数据采集与控制装置和光纤传感器信号接收器;其中,所述光纤传感器与所述光纤传感器信号接收器通讯连接,所述光纤传感器用于检测试验过程中所述试验容器内是否有发火现象;所述压力传感器和所述温度传感器分别用于检测所述试验容器内的气压和温度;所述压力传感器、所述温度传感器和所述气压调节装置均与所述数据采集与控制装置通讯连接。
可选的,所述气压调节装置为自动调压阀;所述供气管路上还设置有单向阀和电磁阀,且所述自动调压阀、所述单向阀和所述电磁阀沿气流流动方向依次布置。
可选的,位于所述单向阀和所述电磁阀之间的管路为不锈钢管路。
可选的,还包括三通结构,所述三通结构的三个通口分别与所述试验容器、所述供气管路和所述压力传感器相连。
可选的,所述试验容器的顶部设置有一与所述试验容器内部连通的接头,所述三通结构的一个通口通过所述接头与所述试验容器内部连通。
可选的,所述试验容器的顶部设置有一与所述试验容器内部连通的安装夹套,所述光纤传感器安装于所述安装夹套内。
可选的,所述光纤传感器为带有蓝宝石窗口的光纤传感器。
可选的,所述试验容器底部设置有用于铠装所述温度传感器的安装口。
可选的,所述供气源为氮气瓶、空气瓶或者氧气瓶。
本发明还提出一种测试含能材料气流冲击感度的方法,采用上述的测试含能材料气流冲击感度的装置实施,包括:
向所述试验容器中装入所述试验样品;
利用所述供气源向所述试验容器内通气,并通过所述气压调节装置将气体压力调整至目标压力值;所述目标压力值与所述试验样品在实际工况中所受压力相对应;
判读所述数据采集与控制装置和所述光纤传感器信号接收器在试验过程中采集的数据。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明创造性地提出一种测试含能材料气流冲击感度的装置,其通过向盛有试验样品的试验容器内通入气体,并通过气压调节装置调节进入试验容器内的气体压力,能够对试验样品受气体冲击感度进行测试,适用于对含能材料在受到快速增压时是否会发生危险进行测试,填补了目前含能材料受气体冲击感度测试的技术空白。其中,通过设置数据采集与控制装置来控制气压调节装置的调压过程,实现了自动化,而且自动化的操作可实现以毫秒级别完成目标压力的增压,提升了试验精度;另外,本发明设置的测控模块,通过设置温度传感器、压力传感器和光纤传感器度试验过程进行监测,可以温度、压力、光信号综合判断样品是否产生危险,提高了试验的可靠性。
本发明提出的测试含能材料气流冲击感度的方法,能够对含能材料在受到快速增压时是否会发生危险进行测试,填补了目前含能材料受气体冲击感度测试的技术空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的测试含能材料气流冲击感度的装置的整体结构示意图。
其中,附图标记为:
100、测试含能材料气流冲击感度的装置;
1、试验容器;2、供气源;3、供气管路;4、气压调节装置;5、压力传感器;6、光纤传感器;6-1、蓝宝石窗口;7、温度传感器;8、数据采集与控制装置;9、光纤传感器信号接收器;10、单向阀;11、电磁阀;12、三通结构;13、安装夹套。
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一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的目的之一是提供一种测试含能材料气流冲击感度的装置,其能够有效测试含能材料受气体冲击感度,以解决现有技术无含能材料受气体冲击感度的测试装置的问题。
本发明的另一目的还在于提供一种测试含能材料气流冲击感度的方法,采用上述的测试含能材料气流冲击感度的装置实施。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示,本实施例提供一种测试含能材料气流冲击感度的装置100,主要包括试验容器1、供气源2和测控模块,试验容器1内部用于放置试验样品,供气源2通过供气管路3与试验容器1内部连通,供气管路3上设置有气压调节装置4,以调节进入试验容器1内的气体压力;测控模块包括压力传感器5、光纤传感器6、温度传感器7、数据采集与控制装置8和光纤传感器信号接收器9,其中,光纤传感器6与光纤传感器信号接收器9通讯连接,光纤传感器6用于检测试验过程中试验容器1内是否有发火现象;压力传感器5和温度传感器7分别用于检测试验容器内的气压和温度;压力传感器5、温度传感器7和气压调节装置4均与数据采集与控制装置8通讯连接。一般情况下,压力数值上升后会稳定,如果发生反应,压力会在上升后下降,在曲线上出现数值尖峰,(1)若试验过程中压力传感器5测得的压力数值出现超过气压调节装置4所调压力数值尖峰的情况,则判定试验样品发生剧烈反应;(2)若试验过程中温度传感器7示数出现明显上涨,则判定试验样品发生反应;(3)若光纤传感器信号接收器9显示有光信号,则判定试验样品发生反应。若满足上述(1)(2)(3)中的至少一者便可以判定试验样品发生反应。上述“反应”的表现形式有发烟、着火、爆炸或变形等。
本实施例中,上述的气压调节装置4优选为自动调压阀;供气管路3上还设置有单向阀10和电磁阀11,且自动调压阀、单向阀10和电磁阀11沿气流流动方向依次布置。进一步地,优选连接于单向阀10和电磁阀11之间的管路为不锈钢管路,该不锈钢管路具体可为内径10mm、壁厚1mm、长2m的304不锈钢管路。实际操作中,连接于自动调压阀和单向阀10之间的连接管路,连接于自动调压阀与供气源2之间的连接管路,以及连接于电磁阀11与试验容器1之间的连接管路,也均可采用不锈钢管路。除此之外,供气源2与自动调压阀之间也可直接通过连接接头连接,自动调压阀也可通过相应的连接接头直接与单向阀10连接。
本实施例中,还设置了三通结构12,三通结构12的三个通口分别与试验容器1、供气管路3和压力传感器5相连。试验容器1的顶部设置有一与试验容器1内部连通的接头,三通结构12的一个通口便是通过该接头与试验容器1内部连通。三通结构12的设置能够使测试装置内管路更加简化。为了提升测试装置整体的灵活性和适应性,三通结构12可以替换为四通结构、五通结构等,能够根据试验需求直接增连相应的管路。
本实施例中,试验容器1的顶部还设置有一与试验容器1内部连通的安装夹套13,光纤传感器6安装于安装夹套13内。
本实施例中,试验容器1优选为圆柱形容器,其尺寸可为内径20mm、壁厚2mm、内部高度20mm。该圆柱形容器具体包括容器本体和设置于容器本体顶部的顶盖,顶盖与容器本体之间可以铰接,也可以螺纹连接。上述安装夹套13和接头均优选焊接于该圆柱形容器的顶盖上。
本实施例中,光纤传感器6优选为带有蓝宝石窗口6-1的光纤传感器。光纤传感器6套设于安装夹套13内,其蓝宝石窗口6-1位于试验容器1内,如图1所示。
本实施例中,试验容器1底部设置有用于铠装温度传感器7的安装口。安装使用时,温度传感器7可通过该安装口进入试验容器1内。一般情况下,温度传感器7的测温部安装进试验样品中。
本实施例中,供气源2优选为高压气瓶,比如氮气瓶、空气瓶或者氧气瓶等,具体气瓶类型根据所需要增压的气体决定。高压气瓶的整体容量可为40L。
本实施例上述测试含能材料气流冲击感度的装置100,在试验容器1底部安装温度传感器7(可直接将温度传感器7的测温部位安装进试验样品内部),试验容器1顶部安装带有蓝宝石窗口的光纤传感器6,通过光纤传感器信号接收器9探测试验过程中是否有发火现象,通过数据采集与控制装置8控制自动调压阀出口压力、控制电磁阀11开闭、采集试验过程中温度传感器7和压力传感器5数据。其中设置单向阀10的目的是为了防止样品试验过程中发火导致试验容器1中压力上升,使气流倒流进供气管路3及高压气瓶中,可避免气源和管路被污染。采用上述测试含能材料气流冲击感度的装置100进行试验时的使用过程如下:
1.向试验容器1中装入5g的试验样品,该试验样品为火箭用液体推进剂;
2.按照图1所示结构将试验装置组装完毕;
3.打开高压气瓶阀门;
4.通过数据采集与控制装置8将自动调压阀出口压力调整至目标压力值;该目标压力值与试验样品在实际工况中所受压力相对应;一般情况下,上述目标压力值可根据样品实际工况中的压力进行调整;
5.通过数据采集与控制装置8打开电磁阀11,期间进行数据记录以及光纤传感器6的信号记录;
6.判读数据采集与控制装置8、光纤传感器信号接收器9在试验过程中的读数,(1)若试验过程中压力传感器5测得的压力数值出现超过压调节装置4所调压力数值尖峰的情况,则判定试验样品发生剧烈反应;(2)若试验过程中温度传感器7示数出现明显上涨,则判定试验样品发生反应;(3)若光纤传感器信号接收器9显示有光信号,则判定试验样品发生反应。若满足上述(1)(2)(3)中的至少一者便可以判定试验样品发生反应。
综上所述,本技术方案提出的测试含能材料气流冲击感度的装置及方法,能够对含能材料在受到快速增压时是否会发生危险进行测试,填补了目前含能材料受气体冲击感度测试的技术空白。本技术方案通过设置数据采集与控制装置来调节自动调压阀的出口压力,自动化的操作可实现以毫秒级别完成目标压力的增压;另外,本技术方案设置的测控模块,通过设置温度传感器、压力传感器和光纤传感器度试验过程进行监测,可以温度、压力、光信号综合判断样品是否产生危险。本技术方案将试验容器设置为小体积,不仅样品用量小,而且装置整体紧凑,占地小,可以在普通实验室内开展试验,无需专用试验场地。
需要说明的是,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,包括:
试验容器,其内部用于放置试验样品;
供气源,所述供气源通过供气管路与所述试验容器内部连通,所述供气管路上设置有气压调节装置,以调节进入所述试验容器内的气体压力;
测控模块,所述测控模块包括压力传感器、光纤传感器、温度传感器、数据采集与控制装置和光纤传感器信号接收器;其中,所述光纤传感器与所述光纤传感器信号接收器通讯连接,所述光纤传感器用于检测试验过程中所述试验容器内是否有发火现象;所述压力传感器和所述温度传感器分别用于检测所述试验容器内的气压和温度;所述压力传感器、所述温度传感器和所述气压调节装置均与所述数据采集与控制装置通讯连接。
2.根据权利要求1所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述气压调节装置为自动调压阀;所述供气管路上还设置有单向阀和电磁阀,且所述自动调压阀、所述单向阀和所述电磁阀沿气流流动方向依次布置。
3.根据权利要求2所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,位于所述单向阀和所述电磁阀之间的管路为不锈钢管路。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,还包括三通结构,所述三通结构的三个通口分别与所述试验容器、所述供气管路和所述压力传感器相连。
5.根据权利要求4所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述试验容器的顶部设置有一与所述试验容器内部连通的接头,所述三通结构的一个通口通过所述接头与所述试验容器内部连通。
6.根据权利要求1~3任意一项所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述试验容器的顶部设置有一与所述试验容器内部连通的安装夹套,所述光纤传感器安装于所述安装夹套内。
7.根据权利要求6所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述光纤传感器为带有蓝宝石窗口的光纤传感器。
8.根据权利要求1~3任意一项所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述试验容器底部设置有用于铠装所述温度传感器的安装口。
9.根据权利要求1~3任意一项所述的测试含能材料气流冲击感度的装置,其特征在于,所述供气源为氮气瓶、空气瓶或者氧气瓶。
10.一种测试含能材料气流冲击感度的方法,采用权利要求1~9任意一项所述的测试含能材料气流冲击感度的装置实施,其特征在于,包括:
向所述试验容器中装入所述试验样品;
利用所述供气源向所述试验容器内通气,并通过所述气压调节装置将气体压力调整至目标压力值;所述目标压力值与所述试验样品在实际工况中所受压力相对应;
判读所述数据采集与控制装置和所述光纤传感器信号接收器在试验过程中采集的数据。
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