CN204882483U - 一种测量固体推进剂燃速的电路 - Google Patents
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Abstract
实用新型公开了一种测量固体推进剂燃速的电路，电路包括依次连接的电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX再与电源负极连接；可变电阻电路含有导电薄片，导电薄片中含有金属丝，使用本实用新型时将导电薄片贴在待测燃速的推进剂表面，随着推进剂的燃烧，导电薄片中的金属丝被烧断，每烧断一根金属丝，电路中的电流会发生突变，从数据采集卡中可得到电流的突变时间点，两相邻金属丝的间距是已知的，以两相邻金属丝的间距除以对应的电流突变时间间隔便是推进剂的燃速。本实用新型测量精度高、测量范围广，既可以测量低燃速推进剂的燃速，也可测量高燃速推进剂的燃速。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体推进剂燃速测试技术，具体涉及一种测量固体推进剂燃速的电路。
背景技术
推进剂的燃速是推进剂的重要指标，精确的测量出推进剂的燃速有利于提高固体发动机设计精度。日本学者AkiraKakami与RyomaHiyamizu在《Laser-AssistedCombustionofSolidPropellantatLowPressures》一文中，提出了一种测量推进剂燃速的方法，在推进剂旁边放置一把刻度尺，用高速摄影仪拍摄推进剂的燃烧过程，在视频中观测推进剂燃面在刻度尺的位置，用燃面在刻度尺位置的变化除以视频中的时间间隔，从而获得燃速。这种方法精度低，只适合测量燃速低、能量低的推进剂，对于高能高燃速的推进剂由于燃烧的太快，火焰亮度太高，无法观测到推进剂燃面在刻度尺的位置。
中国学者YanQi-long在《Combustionmechanismofdouble-basepropellantcontainingnitrogenheterocyclicnitroamines(I):Theeffectofheatandmasstransfertotheburningcharacteristics》一文中提出，将多跟金属丝插入到推进剂内部中，金属丝与电路相连，随着推进剂的燃烧，金属丝被熔断，电路中的电流发生改变，根据电流的变化和时间间隔可以求出推进剂的燃速，在推进剂中插入金属丝会加快推进剂的燃速，所以上述测量方法测到的推进剂的燃烧偏大；另一方面，这种内置金属丝测量燃速的方法不能在很细的推进剂试样中使用，由于不能放置太多的金属丝，使得测量精度有限；最后，由于推进剂是危险化学品，中国只有少数几家公司可以制造推进剂，直接购买成品的推进剂无法将金属丝放入到推进剂内部。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种测量固体推进剂燃速的电路，解决了小试样高燃速高亮度固推进剂燃速不易测量的问题。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种测量固体推进剂燃速的电路，包括依次连接的电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX再与电源负极连接；所述的可变电阻电路包括导电薄片、第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn，n≥3，第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn依次串联；导电薄片包括薄片和金属丝，m根金属丝平行设置在薄片上，m=n，m根金属丝的一端均与电源正极相连，另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn一一对应连接，第n电阻Rn的另一端与数据采集卡连接。
所述薄片的基体材料采用热固性树脂。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：（1）测量精度高，由于导电薄片是贴在推进剂的表面，不会影响推进剂本身的燃速。
（2）测量精度可调，由于导电薄片是自己做的，导电薄片中的相邻两根金属丝的间隔可调，通过调整相邻两根金属丝的间距，从而调整测量精度。
（3）应用范围广，既可测量高燃速的推进剂，也可测量低燃速的推进剂。
附图说明
图1为本实用新型的一种测量固体推进剂燃速的电路的示意图。
图2为本实用新型的一种测量固体推进剂燃速的电路的导电薄片的示意图。
图3为本实用新型的一种测量固体推进剂燃速的电路连线图。
图4为本实用新型的一种测量固体推进剂燃速的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
结合图1，图2和图3，一种测量固体推进剂燃速的电路，包括依次连接的电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX再与电源负极连接；所述的可变电阻电路包括导电薄片1、第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn，n≥3，第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn依次串联，导电薄片1包括薄片2和金属丝3，m根金属丝3平行设置在薄片2上，m=n，m根金属丝3的一端均与电源正极相连，另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn一一对应连接，第n电阻Rn的另一端与数据采集卡连接。
薄片2的基体材料采用热固性树脂。
结合图4，一种测量固体推进剂燃速的方法，步骤如下：
步骤1）设置测量固体推进剂燃速的电路：
将m根金属丝3平行设置在薄片2上，m根金属丝3的一端均与电源正极相连，另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn一一对应连接，其中第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn依次串联；再依次连接电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX与电源负极连接。
步骤2）将导电薄片1设置在待测燃速的推进剂表面。
步骤3）点燃推进剂。
步骤4）燃烧中的推进剂将导电薄片1中的金属丝3烧断，每烧断一根金属丝3，电路中的电流就会发生改变，根据数据采集卡采集到的电流变化的时间间隔t和导电薄片1中的相邻两根金属丝3之间的距离L测出推进剂的燃速V，推进剂燃速V=L/t。
实施例1
结合图1，图2和图3，一种测量固体推进剂燃速的电路，包括依次连接的电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX再与电源负极连接；所述的可变电阻电路包括导电薄片1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6依次串联，导电薄片1包括薄片2和金属丝3，6根金属丝3平行设置在薄片2上，6根金属丝3位于同侧的一端均与电源正极相连，位于同侧的另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6一一对应连接，第六电阻R6的另一端与数据采集卡连接。
薄片2的基体材料选用聚丁二烯树脂。
结合图4，一种测量固体推进剂燃速的测量方法，步骤如下：
步骤1）设置测量固体推进剂燃速的电路：
将6根金属丝3平行设置在薄片2上，6根金属丝3位于同侧的一端均与电源正极相连，位于同侧的另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6一一对应连接，其中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6依次串联；再依次连接电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX与电源负极连接。
步骤2）将导电薄片1设置在待测燃速的推进剂表面。
步骤3）点燃推进剂。
步骤4）燃烧中的推进剂将导电薄片1中的金属丝3烧断，每烧断一根金属丝3，电路中的电流就会发生改变，根据数据采集卡采集到的电流变化的时间间隔t和导电薄片1中的相邻两根金属丝3之间的距离L测出推进剂的燃速V，推进剂燃速V=L/t。
电源1的电压为5V，R1=R2=R3=R4=R5=R6=10欧姆，两相邻的金属丝的间隔距离为1mm，当推进剂刚点火，推进剂未燃烧时，所述数据采集卡采集到的电流为500毫安，当推进剂点燃并开始燃烧后，烧断第一根金属丝，此时数据采集卡采集到的电流为250毫安，此时的时间为t1，推进剂继续燃烧，依次烧断第2、3、4、5、6根金属丝，数据采集卡采集到的电流信号会依次变为166.67毫安、125毫安、100毫安、83.3毫安、0毫安，从数据采集卡可以读到电流突变的时间点依次为t2、t3、t4、t5、t6。则推进剂的燃速依次为1/(t2-t1)、1/(t3-t2)、1/(t4-t3)、1/(t5-t4)、1/(t6-t5)。
采用本实用新型的测量固体推进剂燃速的电路及其测量方法，测量精度高，由于导电薄片是贴在推进剂的表面，不会影响推进剂本身的燃速。测量精度可调，由于导电薄片是自己做的，导电薄片中的相邻两根金属丝的间隔可调，通过调整相邻两根金属丝的间距，从而调整测量精度。应用范围广，既可测量高燃速的推进剂，也可测量低燃速的推进剂。
Claims (2)
1.一种测量固体推进剂燃速的电路，其特征在于：包括依次连接的电源、可变电阻电路、数据采集卡和保护电阻RX，保护电阻RX再与电源负极连接；所述的可变电阻电路包括导电薄片（1）、第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn，n≥3，第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn依次串联；导电薄片（1）包括薄片（2）和金属丝（3），m根金属丝（3）平行设置在薄片（2）上，m=n，m根金属丝（3）的一端均与电源正极相连，另一端分别与第一电阻R1、第二电阻R2、……、第n电阻Rn一一对应连接，第n电阻Rn的另一端与数据采集卡连接。
2.根据权利要求1所述的测量固体推进剂燃速的电路，其特征在于：所述薄片（2）的基体材料采用热固性树脂。
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|---|---|---|---|---|
| CN105021764A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-11-04 | 南京理工大学 | 一种测量固体推进剂燃速的电路及其测量方法 |
| CN105974049A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-28 | 西北工业大学 | 一种测量固体推进剂瞬时燃速的装置与测量方法 |
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| CN105974049A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-28 | 西北工业大学 | 一种测量固体推进剂瞬时燃速的装置与测量方法 |
| CN105974049B (zh) * | 2016-05-06 | 2018-01-16 | 西北工业大学 | 一种测量固体推进剂瞬时燃速的装置与测量方法 |
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