專利名稱：：壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于火炸藥
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種火藥非穩(wěn)態(tài)燃燒特性測試裝置，尤其涉及一種壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置。
背景技術(shù)：
：在火藥實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，火藥的燃燒大多是在非穩(wěn)態(tài)下進(jìn)行的，如點(diǎn)火過程、壓力變化條件下的燃燒(振蕩燃燒)、火藥在氣流中的燃燒和熄火等均是非穩(wěn)態(tài)燃燒過程。非穩(wěn)態(tài)燃燒可能被任何外界條件所引發(fā)，即任何破壞穩(wěn)態(tài)燃燒關(guān)系的外界條件均可引起非穩(wěn)態(tài)燃燒。在火藥燃燒測試得到的各種P—t曲線中，可以很明顯地發(fā)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)燃燒現(xiàn)象，有的是由于壓力急增引起的，有的是由于壓力驟降引起的。其中最重要的是了解壓力降低時的非穩(wěn)態(tài)燃燒問題，這對保證火箭發(fā)動機(jī)的可靠性是非常有益的，因?yàn)閴毫Φ募苯悼赡芤鸢l(fā)動機(jī)熄火而停止工作，或出現(xiàn)喘燃的不正?，F(xiàn)象。對于火炮而言，火炮發(fā)射藥的整個燃燒過程也屬于非穩(wěn)態(tài)燃燒，即從點(diǎn)火開始就是非穩(wěn)態(tài)，隨后壓力的急劇上升和達(dá)到最大壓力點(diǎn)后壓力急劇下降也是非穩(wěn)態(tài)，此時的壓力急劇下降有可能引起火藥燃速的急劇下降，從而在火炮發(fā)射時出現(xiàn)火藥燃燒不完全的現(xiàn)象。因此，研究火藥在壓力急劇下降情況下的火藥燃燒情況具有現(xiàn)實(shí)意義。1961年，美國人在嚴(yán)格模擬實(shí)際發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)燃燒實(shí)驗(yàn)室中，首次進(jìn)行了系統(tǒng)的快速降壓瞬變實(shí)驗(yàn)研究，通過突然打開燃燒室放氣孔獲得快速降壓，從而獲得了幾種火藥的熄火機(jī)理和結(jié)論。該燃燒室初始壓力在3.4MPa8.2MPa范圍，環(huán)境壓力最低達(dá)到466.4Pa。美國人的實(shí)驗(yàn)裝置主要針對固體4推進(jìn)劑在火箭發(fā)動機(jī)應(yīng)用出現(xiàn)的問題而建立的，沒有將燃燒室初始壓力、壓力下降速率、最終的環(huán)境壓力等進(jìn)行擴(kuò)展，因而其應(yīng)用受到很大的限制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有類似火藥壓力下降燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置存在的初始壓力范圍窄和最終火藥熄火環(huán)境壓力點(diǎn)少的問題，提供一種壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置。該測試裝置不僅可以在火藥燃燒中止后控制火藥氣體的降壓速率，而且可以控制和觀察火藥是否熄火、是否完全燃燒、是否斷續(xù)燃燒等多種狀態(tài)，同時還能夠測量火藥在不同壓力下降區(qū)間的火藥燃燒速度以及火藥壓力下降到大氣壓或其它設(shè)定壓力點(diǎn)的燃燒行為。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的測試裝置包括燃燒室、點(diǎn)火組件、泄壓組件、壓力傳感器、含有耐高壓玻璃的觀察窗、半透半反光學(xué)鏡、高速攝影儀、光源、壓力氣體緩沖罐、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和同步控制器，所述泄壓組件含有噴管、堵片和噴口，堵片和噴口均固定在噴管的內(nèi)腔中；所述燃燒室的側(cè)壁上密封安裝有所述點(diǎn)火組件和所述壓力傳感器，燃燒室縱向的兩端則分別密封安裝所述泄壓組件和所述觀察窗，被測火藥樣品為圓柱形且通過一個有機(jī)玻璃片垂直緊貼在位于燃燒室內(nèi)腔一端的所述耐高壓玻璃的表面上；所述壓力氣體緩沖罐中充有一定壓力的氣體且壓力氣體緩沖罐的第一接口與所述泄壓組件的氣體泄出端連接；所述半透半反光學(xué)鏡安置在所述光源與所述觀察窗之間，光源發(fā)出的光線經(jīng)半透半反光學(xué)鏡透射后照射到所述被測火藥樣品上，來自于所述被測火藥樣品的光線則經(jīng)所述觀察窗后由所述半透半反光學(xué)鏡反射到所述高速攝影儀中并被成像；所述同步控制器產(chǎn)生觸發(fā)信號并控制所述點(diǎn)火組件、高速攝影儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同步啟動；所述被測火藥樣品由所述點(diǎn)火組件點(diǎn)燃后，其產(chǎn)生的燃燒氣體經(jīng)過所述噴口對所述堵片施加壓力，當(dāng)該氣體的壓力達(dá)到堵片的壓力臨界值時擊穿堵片并泄入所述的壓力氣體緩沖罐中；在被測火藥樣品燃燒過程中，所述壓力傳感器測試所述燃燒室內(nèi)腔的壓力變化，所述高速攝影儀拍攝被測火藥樣品的燃燒圖像，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時采集所述壓力傳感器和所述高速攝影儀的輸出，分別將采集到的壓力測試數(shù)據(jù)和燃燒圖像數(shù)據(jù)分別送入到存儲器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中，并在圖形顯示控件上實(shí)時顯示所采集的壓力-時間關(guān)系曲線。根據(jù)本發(fā)明，所述堵片為一組由金屬材料制成的厚度為0.1mm0.73mm、直徑為18mm的圓片，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力來選擇其一；所述噴口為外徑22mm、內(nèi)徑lmm8mm且厚度相同的一組銅管，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力和泄壓速度來選擇其一。根據(jù)本發(fā)明，還包括一個裝有15MPa高純氮?dú)獾牡獨(dú)馄浚龅獨(dú)馄康臍忾y與所述壓力氣體緩沖罐的第二接口連接；所述壓力氣體緩沖罐設(shè)有第三接口且該接口與通向大氣環(huán)境的排氣閥門連接。本發(fā)明還包括一個網(wǎng)狀體的濾柵，該濾柵安裝在所述噴管中且與所述燃燒室的內(nèi)腔相鄰。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面。(一)本發(fā)明在通常的火藥性能測試用燃燒室的基礎(chǔ)上配置了觀察窗和泄壓組件，同時，燃燒室外部還配置了半透半反光學(xué)鏡、光源和高速攝影儀，泄壓組件可以為被測火藥樣品提供壓力下降的燃燒環(huán)境；觀察窗與半透半反光學(xué)鏡和光源配合可以使高速攝影儀能夠清晰地拍攝到被測火藥樣品的燃燒過程和熄火狀態(tài)；本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)既可以采集壓力傳感器測試得到的隨時間變化的壓力數(shù)據(jù)，而且還可對高速攝影儀輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和記錄，最終使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可對壓力下降條件下的火藥性能進(jìn)行測試的功能，從而開辟了火藥非穩(wěn)態(tài)燃燒研究的新方法，大大節(jié)約了科研經(jīng)費(fèi)。(二)本發(fā)明對燃燒室上安裝的四個組件均采取了密封措施，同時，觀察窗的透明體采用了特種石英玻璃，因而可使燃燒室達(dá)到200MPa的高壓環(huán)境，為拍攝和研究火藥在高壓環(huán)境下的燃燒特性及熄火狀態(tài)提供了技術(shù)支持。6(三)本發(fā)明在泄壓組件中設(shè)置了一組材料和厚度不同的堵片和一組內(nèi)徑不同的噴口，通過選擇不同的堵片和噴口，可以調(diào)節(jié)和控制試驗(yàn)測試的泄壓壓力和泄壓速度，從而使燃燒室壓力下降的變化速率可達(dá)士105MPa/s。(四)本發(fā)明還在燃燒室的外部配置了壓力氣體緩沖罐和氮?dú)馄?，同時在壓力氣體緩沖罐上設(shè)置了排氣閥門，通過氮?dú)馄拷o壓力氣體緩沖罐沖入不同量的氮?dú)?，可以控制燃燒室泄壓之后保持?15MPa的壓力環(huán)境下，通過打開壓力氣體緩沖罐上的排氣閥門，可以直接使燃燒室泄壓之后保持在大氣環(huán)境下。因而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的應(yīng)用范圍更為廣闊。圖1是本發(fā)明測試裝置的組成及其相互關(guān)系示意圖。圖2是燃燒室及其相連各部件的結(jié)構(gòu)組成及連接關(guān)系示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。正如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括燃燒室l、點(diǎn)火組件2、泄壓組件3、壓力傳感器4、觀察窗5、半透半反光學(xué)鏡6、高速攝影儀7、電荷放大器8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、同步控制器IO、氮?dú)馄縧l、光源12、壓力氣體緩沖罐13。根據(jù)圖2所示，燃燒室l是由特殊鋼加工成的大約容積為50mL的圓柱形空腔體，在其側(cè)壁對稱的兩個位置上分別開有點(diǎn)火組件安裝螺孔和傳感器安裝螺孔；兩個縱向端頭分別設(shè)有泄壓組件安裝螺孔和觀察窗安裝螺孔。點(diǎn)火組件2由點(diǎn)火堵頭2-2、絕緣體2-3、導(dǎo)線桿2-4和環(huán)氧樹脂密封墊圈2-1。點(diǎn)火堵頭2-2設(shè)有外螺紋和帶有藥室的內(nèi)孔。絕緣體2-3是由膠木加工的環(huán)狀體。導(dǎo)線桿2-4通過絕緣體2-3安裝在點(diǎn)火堵頭2-2的內(nèi)孔中并與點(diǎn)火堵頭2-2保持絕緣，導(dǎo)線桿2-4—端暴露在燃燒室l的外部，另一端連有鎳鉻金屬點(diǎn)火絲并插入到藥室內(nèi)的點(diǎn)火藥中。點(diǎn)火堵頭2-2的外螺紋端與燃燒室l側(cè)壁上的一個安裝螺孔連接并通過環(huán)氧樹脂密封墊圈2-l來密封。點(diǎn)火組件2外露的導(dǎo)線桿一端通過導(dǎo)線與同步控制器10連接。壓力傳感器4選用石英壓電式傳感器，它密封安裝在燃燒室l側(cè)壁上的另一個安裝螺孔中，其感壓端與燃燒室l的內(nèi)腔相通，可感測被測火藥樣品燃燒所生成的氣體的壓力，其輸出端通過導(dǎo)線與電荷放大器8的輸入端相連。壓力傳感器4輸出的電荷經(jīng)電荷放大器8轉(zhuǎn)化成電壓信號并放大、濾波后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9中。泄壓組件3由擴(kuò)散管3-1、噴管3-2、堵片3-3、轉(zhuǎn)接短管3-4、噴口3-5、襯管3-6、濾柵3-7、第一密封墊圈3-8組成。擴(kuò)散管3-l帶有外螺紋和錐形內(nèi)孔且錐形內(nèi)孔的小端與外螺紋同側(cè)。噴管3-2外壁一端帶外螺紋，其內(nèi)部中間帶有錐形噴孔，錐形噴孔小端一側(cè)依次設(shè)有圓柱孔和螺孔，錐形噴孔大端一側(cè)設(shè)有圓柱孔。堵片3-3是由鋁或銅或鐵等金屬材料制成的厚度為0.lmm0.73mra、直徑為18腿的一組圓片，試驗(yàn)測試前組裝時，可根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力值來選擇其中一個厚度的圓片，也就是說，當(dāng)燃燒室l內(nèi)的氣體壓力達(dá)到該泄壓值時，堵片3-3應(yīng)被高壓氣體擊穿，因此泄壓壓力值大要選厚度較厚的堵片3-3，反之則選厚度較薄的堵片3-3。噴口3-5是外徑為22mm、內(nèi)徑為lmm8mm且厚度相同的一組銅管，試驗(yàn)測試前組裝時，要根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力值和泄壓速度來選擇其中一種內(nèi)徑的銅管，在堵片3-3已選擇確定的情況下速度快選內(nèi)徑大的銅管，反之選內(nèi)徑小的銅管，壓力高選內(nèi)徑小的銅管，反之選內(nèi)徑大的銅管。轉(zhuǎn)接短管3-4和襯管3-6均為一段金屬管體。濾柵3-7是網(wǎng)狀體，用來阻擋未燃燒完的火藥粒，以防火藥粒通過噴管3-2而噴射到燃燒室l的外部。第一密封墊圈3-8是用環(huán)氧樹脂加工成的環(huán)狀體。噴管3-2的外螺紋端與燃燒室1一個縱向端的螺孔連接，且兩者端面之間安放第一密封墊圈3-8，通過噴管3-2的擠壓來保證燃燒室1的氣密封；濾柵3-7通過襯管3-6固定在噴管3-2中錐形噴孔大端處的圓柱孔中且濾柵3-7與燃燒室l的內(nèi)腔相鄰，噴口3-5通過轉(zhuǎn)接短管3-4固定在噴管3-2中錐形噴孔小端處的圓柱孔中；擴(kuò)散管3-l的外螺紋與噴管3-2的內(nèi)螺紋連接，在擴(kuò)散管3-l和噴管3-2的端面之間放置堵片3-3。觀察窗5由有機(jī)玻璃片5-1、耐高壓玻璃5-2、第二密封墊圈5-3、窗體5-4和連接盤5-5構(gòu)成。有機(jī)玻璃片5-l是用透光性好的有機(jī)玻璃加工成直徑為18rara、厚度為lmm的圓片。耐高壓玻璃5-2的材料為特殊石英玻璃，其直徑為25mm、厚度為17mm，耐高壓玻璃5-2鑲嵌在一個鏡框內(nèi)，該鏡框一端帶有內(nèi)螺紋，另一端帶有連接孔。窗體5-4為多階梯圓柱體且前端和中部均帶有一段外螺紋，其內(nèi)帶有錐形觀察孔。連接盤5-5為帶有中央凸起的盤狀體且中央凸起帶有中心孔。窗體5-4小端的外螺紋與鑲嵌有耐高壓玻璃5-2的鏡框連接后再用膠粘牢，窗體5-4中部的外螺紋與燃燒室l另一個縱向端的螺孔連接，窗體5-4的其中一個階梯面與燃燒室l的一個定位面之間安放第二密封墊圈5-3，從而實(shí)現(xiàn)燃燒室l的氣密封；被測火藥樣品14為圓柱體并放置在有機(jī)玻璃片5-1上，兩者通過固定在鏡框連接孔上的銅絲與窗體5-4連接，測試時，要保證有機(jī)玻璃片5-1的一面與測火藥樣品14緊貼，另一面與耐高壓玻璃5-2的表面緊貼且被測火藥樣品14與耐高壓玻璃5-2的表面垂直；試驗(yàn)測試時燃燒室l的內(nèi)腔還要放置一些助燃藥。連接盤5-5的中央凸起插進(jìn)窗體5-4的觀察孔中并通過銷釘與窗體5-4固連，連接盤5-5的中心孔與窗體5-4的觀察孔相通。再參見圖1，壓力氣體緩沖罐13是由3個接口組成的大約容積10L左右的鋼瓶，其第一接口與泄壓組件3的擴(kuò)散管3-l連接，第二接口通過管線與氮?dú)馄縧l相連接，第三接口與排氣閥門連接，打開排氣閥門可將壓力氣體緩沖罐13中的氣體排放到周圍的大氣環(huán)境中；壓力氣體緩沖罐13上還裝有壓力表，以顯示其內(nèi)的氣體壓力。氮?dú)馄縧l中裝有壓力為15MPa的高純氮?dú)猓蜷_氮?dú)馄?1的閥門可向壓力氣體緩沖罐13中填充一定壓力的氮?dú)?，使壓力氣體緩沖罐13保持所需的固定壓力。半透半反光學(xué)鏡6選用棱鏡形式并位于燃燒室1的外部，該鏡安裝在的觀察窗5的縱軸延長線上且反射面與該縱軸成45。角，光源12和高速攝像儀7的鏡頭分別放置在半透半反光學(xué)鏡6的上方和右方(按圖面定義)，光源12發(fā)出的光線經(jīng)過半透半反光學(xué)鏡6透射到燃燒室1中并照亮被測火藥樣品14;而來自燃燒室1內(nèi)被測火藥樣品14的光線經(jīng)過觀察窗5后由半透半反光學(xué)鏡6反射到高速攝像儀7的鏡頭中并被成像。高速攝像儀7的拍攝速度為1000幅/秒20000幅/秒并通過數(shù)據(jù)線連接到同步控制器10的端口上。光源12為500W的燈泡并通過半透半反光學(xué)鏡6照射被測火藥樣品14，以便高速攝像儀7能清楚地拍攝到被測火藥樣品14的燃燒過程。同步控制器10可產(chǎn)生5V直流電壓并有三個輸出端口，其第一輸出端口通過控制開關(guān)啟動高速攝影儀7開始拍攝，第二輸出端口通過控制開關(guān)啟動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9開始采集相應(yīng)的試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，第三輸出端口通過控制開關(guān)啟動點(diǎn)火組件2點(diǎn)燃被測火藥樣品14;這三個輸出端口的輸出信號是通過同一控制開關(guān)發(fā)出的，這就保證了三個輸出端口信號的同步性，從而也就保證了高速攝像儀7、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、點(diǎn)火組件2在同一時刻被啟動。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9為裝有高速采集卡、1000M網(wǎng)卡、圖像采集控件、圖形顯示控件和存儲器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其主要功能是，通過數(shù)據(jù)采集卡完成對壓力傳感器4輸出的隨時間變化的壓力測試數(shù)據(jù)，通過圖像采集控件采集高速攝像儀7拍攝的被測火藥樣品14的燃燒圖像數(shù)據(jù);將采集到的壓力測試數(shù)據(jù)和燃燒圖像數(shù)據(jù)分別送入到存儲器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中；在圖形顯示控件上實(shí)時顯示燃燒室1中的壓力-時間關(guān)系曲線。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的使用方法及工作原理如下第一、采用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例測試裝置進(jìn)行試驗(yàn)測試前，需進(jìn)行被測火藥樣品14的準(zhǔn)備、助燃藥稱量的準(zhǔn)備、點(diǎn)火組件2的準(zhǔn)備。被測火藥樣品14的準(zhǔn)備是將被測火藥樣品14加工成直徑為6mm10mm、長度大約15mm的圓柱體，為了保證被測火藥樣品14側(cè)面燃燒和拍攝效果，需要對該樣品14的端面進(jìn)行拋光處理；助燃藥稱量的準(zhǔn)備是根據(jù)所需泄壓值的大小，用分析天平準(zhǔn)確稱量至0.OOlg的助燃藥；點(diǎn)火組件2的準(zhǔn)備是將直徑為0.lmm的鎳10鉻點(diǎn)火絲連接在導(dǎo)線桿2-4，用萬用表檢査，確保接觸良好，將稱量好的黑火藥倒入藥室內(nèi)，用硫酸鋇紙封住藥室。第二、打開電源，使該測試裝置開始預(yù)熱。將準(zhǔn)備好的被測火藥樣品14和有機(jī)玻璃片5-1用直徑為0.8mm的銅絲固定在耐高壓玻璃5_2的端面上，然后將觀察窗5旋入燃燒室1的一個縱向端并用扳手壓緊。將準(zhǔn)備好的點(diǎn)火組件2旋入燃燒室1側(cè)壁的一個螺孔中并用扳手壓緊。將壓力傳感器4旋入燃燒室1側(cè)壁的另一個螺孔中并用扳手壓緊。第三、根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力值和泄壓速度選擇相應(yīng)厚度的堵片3-3和相應(yīng)孔徑的噴口3-5，并安裝在噴管3-2內(nèi)，然后將預(yù)先稱量好的助燃藥倒入燃燒室1的內(nèi)腔，再將泄壓組件3安裝到燃燒室1的另一個縱向端并用扳手壓緊。第四、將擴(kuò)散管3-1連接到壓力氣體緩沖罐13的第一接口。打開氮?dú)馄?1向壓力氣體緩沖罐13中充氮?dú)?，使其達(dá)到試驗(yàn)測試所需的泄壓壓力值。若試驗(yàn)測試要求泄壓壓力值為1個大氣壓，則可將壓力氣體緩沖罐13第三接口上的排氣閥門打開。第五、調(diào)整光源12和半透半反光學(xué)鏡6，使高速攝像儀7的鏡頭在觀察窗5的外部能拍攝到被測火藥樣品14，同時調(diào)整高速攝像儀7的拍攝速度、光圈及快門，并通過數(shù)據(jù)線連接到同步控制器10的第一輸出端口上。第六、在燃燒室1外部，將點(diǎn)火組件2引出兩個點(diǎn)火導(dǎo)線連接到同步控制器10的第三輸出端口上。將電荷放大器8的輸入和輸出端通過數(shù)據(jù)線分別與壓力傳感器4的輸出端和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9的端口上，再將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9最終連接到同步控制器10的第二輸出端口上。第七、啟動同步控制器IO，使點(diǎn)火組件2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9和高速攝影儀7同時啟動；此時，被測火藥樣品14及助燃藥被點(diǎn)燃，被測火藥樣品14及助燃藥燃燒所產(chǎn)生的燃燒氣體經(jīng)濾柵3-7和噴口3-5后向堵片3-3施加壓ii力，當(dāng)該壓力達(dá)到堵片3-3的承壓臨界值時，堵片3-3被高壓氣體擊穿，導(dǎo)致燃燒室l內(nèi)腔中的高壓泄向壓力氣體緩沖罐13，之后可能出現(xiàn)兩種情況，一種是被測火藥樣品14在未燒完的情況下熄火，另一種是被測火藥樣品14直到全部燃燒完才熄火。而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9從接收到同步觸發(fā)信號后就開始采集和記錄壓力傳感器4輸出的壓力測試數(shù)據(jù)和高速攝影儀7輸出的火藥燃燒圖像數(shù)據(jù)，直到被測火藥樣品14熄火后停止。第八、測試人員可通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9調(diào)出相關(guān)的數(shù)據(jù)文件回放測試過程，通過相應(yīng)的分析判斷和計(jì)算，最終獲得被測火藥樣品14的最大壓力、最大下降速率及該速率下的燃燒速度、熄火壓力以及熄火時間。下面給出了參照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例使用方法獲得的三例試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)例1:在不同最大壓力Ph及不同的最大下降速率》下，壓力下降到PK=0.lMPa即1個大氣壓下，測試直徑為7.5mm、長度為15mm的火藥樣品(硝化棉56%，硝化甘油28%，二硝基甲苯11%，其它5%)的燃燒狀態(tài)示于表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)例2:在不同最大壓力PH(30MPa和100MPa)、不同最大下降速率尸下，壓力下降到PK〉0.lMPa即大于l個大氣壓下，h=PK/PH=(0.080.5)，測試直徑為7.5mm、長度為15mm的火藥樣品(硝化棉56%,硝化甘油28%，二硝基甲苯11%，其它5%)的燃燒狀態(tài)示于表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實(shí)例3:—種直徑為8mm、長度為15mm的雙基藥樣品在不同壓力下降速率下的燃燒速度及熄火時間如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1.一種壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，包括燃燒室[1]、點(diǎn)火組件[2]、壓力傳感器[4]、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[9]和同步控制器[10]，其特征在于還包括泄壓組件[3]、含有耐高壓玻璃[5-2]的觀察窗[5]、半透半反光學(xué)鏡[6]、高速攝影儀[7]、光源[12]和壓力氣體緩沖罐[13]，所述泄壓組件[3]含有噴管[3-2]、堵片[3-3]和噴口[3-5]，堵片[3-3]和噴口[3-5]均固定在噴管[3-2]的內(nèi)腔中；所述燃燒室[1]的側(cè)壁上密封安裝有所述點(diǎn)火組件[2]和所述壓力傳感器[4]，燃燒室[1]縱向的兩端則分別密封安裝所述泄壓組件[3]和所述觀察窗[5]，被測火藥樣品[14]為圓柱形且通過一個有機(jī)玻璃片[5-1]垂直緊貼在位于燃燒室[1]內(nèi)腔一端的所述耐高壓玻璃[5-2]的表面上；所述壓力氣體緩沖罐[13]中充有一定壓力的氣體且壓力氣體緩沖罐[13]的第一接口與所述泄壓組件[3]的氣體泄出端連接；所述半透半反光學(xué)鏡[6]安置在所述光源[12]與所述觀察窗[5]之間，光源[12]發(fā)出的光線經(jīng)半透半反光學(xué)鏡[6]透射后照射到所述被測火藥樣品[14]上，來自于所述被測火藥樣品[14]的光線則經(jīng)所述觀察窗[5]后由所述半透半反光學(xué)鏡[6]反射到所述高速攝影儀[7]中并被成像；所述同步控制器[10]產(chǎn)生觸發(fā)信號并控制所述點(diǎn)火組件[2]、高速攝影儀[7]和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[9]同步啟動；所述被測火藥樣品[14]由所述點(diǎn)火組件[2]點(diǎn)燃后，其產(chǎn)生的燃燒氣體經(jīng)過所述噴口[3-5]對所述堵片[3-3]施加壓力，當(dāng)該氣體的壓力達(dá)到堵片[3-3]的壓力臨界值時擊穿堵片[3-3]并泄入所述的壓力氣體緩沖罐[13]中；在被測火藥樣品[14]燃燒過程中，所述壓力傳感器[4]測試所述燃燒室[1]內(nèi)腔的壓力變化，所述高速攝影儀[7]拍攝被測火藥樣品[14]的燃燒圖像，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[9]同時采集所述壓力傳感器[4]和所述高速攝影儀[7]的輸出，分別將采集到的壓力測試數(shù)據(jù)和燃燒圖像數(shù)據(jù)分別送入到存儲器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中，并在圖形顯示控件上實(shí)時顯示所采集的壓力-時間關(guān)系曲線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，其特征在于所述堵片[3-3]為一組由金屬材料制成的厚度為0.1mm0.73mm、直徑為18mm的圓片，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力來選擇其一；所述噴口[3-5]為外徑22mm、內(nèi)徑lmm8mm且厚度相同的一組銅管，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)測試要求的泄壓壓力和泄壓速度來選擇其一。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，其特征在于還包括一個裝有15MPa高純氮?dú)獾牡獨(dú)馄縖11]，所述氮?dú)馄縖11]的氣閥與所述壓力氣體緩沖罐[13]的第二接口連接；所述壓力氣體緩沖罐[13]設(shè)有第三接口且該接口與通向大氣環(huán)境的排氣閥門連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，其特征在于還包括一個網(wǎng)狀體的濾柵[3-7]，該濾柵安裝在所述噴管[3-2]中且與所述燃燒室[l]的內(nèi)腔相鄰。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，其特征在于還包括一個網(wǎng)狀體的濾柵[3-7]，該濾柵安裝在所述噴管[3-2]中且與所述燃燒室[l]的內(nèi)腔相鄰。全文摘要本發(fā)明公開了一種壓力下降條件下的火藥燃燒特性測試裝置，該裝置的燃燒室上裝有觀察窗、泄壓組件、壓力傳感器和點(diǎn)火組件；泄壓組件與充有一定壓力氮?dú)獾膲毫怏w緩沖罐相通；高速攝影儀通過光學(xué)鏡和觀察窗可以拍攝火藥樣品的燃燒過程；當(dāng)火藥樣品燃燒使燃燒室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到泄壓組件的耐壓臨界值時，泄壓組件將燃燒室內(nèi)的氣體釋放到壓力氣體緩沖罐；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄壓力傳感器和高速攝影儀的輸出數(shù)據(jù)；操作人員通過對記錄數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算可以獲得火藥樣品的相關(guān)性能參數(shù)。本發(fā)明可以測量火藥在不同壓力和不同降壓速率下的燃燒速度、熄火狀態(tài)及參數(shù)。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是測量壓力高，降壓速率調(diào)節(jié)范圍大，試驗(yàn)費(fèi)用低，應(yīng)用范圍廣闊。文檔編號G01N33/22GK101650358SQ20091002395公開日2010年2月17日申請日期2009年9月17日優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日發(fā)明者劉來東,張鄒鄒,徐司雨,先李,楊麗俠,瑛趙,趙宏立,趙寶明,趙風(fēng)起,靳建偉申請人:西安近代化學(xué)研究所