專利名稱：一種測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度測(cè)定裝置，主要應(yīng)用于推進(jìn)劑、火炸藥、火工藥劑以及相 關(guān)制品的點(diǎn)火溫度的測(cè)定。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)采用的“發(fā)火點(diǎn)等升溫速率法”是一種火藥、炸藥、火工藥劑和硝化棉及 其制品的安定性測(cè)定方法，該方法所采用的爆發(fā)溫度測(cè)量裝置主要由以下部分組成加熱 浴1，試管2，膠塞3，輔助溫度計(jì)4，主溫度計(jì)5，加熱器6，加熱介質(zhì)7，電磁攪拌器8和加熱 器9。利用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，粉碎樣品到規(guī)定的尺寸，稱取定量試樣(根據(jù)樣品的性質(zhì) 為0. lg 0. 3g)置于專用試管內(nèi)(耐熱硬質(zhì)玻璃試管)，用膠塞蓋在試管口上；將試管放 入加熱介質(zhì)中，加熱器以規(guī)定的升溫速率給加熱介質(zhì)加熱，采用主溫度計(jì)和輔助溫度計(jì)測(cè) 試加熱介質(zhì)溫度；當(dāng)試管中試樣爆燃時(shí)，立即讀取主溫度計(jì)的溫度值，精確至0.5°C;同時(shí)迅 速讀取第一支和第二支輔助溫度計(jì)的溫度值，精確至rc ；通過公式計(jì)算得出該試樣的發(fā)火 溫度。但是現(xiàn)有技術(shù)仍存在一些問題實(shí)驗(yàn)采用耐熱硬質(zhì)玻璃試管，由于樣品均屬火工 品，時(shí)有試管被炸現(xiàn)象。在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)火判據(jù)是試樣爆燃，而該判據(jù)需要試驗(yàn)者通過觀 察獲得，然后再讀取溫度計(jì)指示溫度，但是有些試樣在加熱過程中，從發(fā)煙到火焰的出現(xiàn)有 個(gè)過程，導(dǎo)致判據(jù)的出現(xiàn)時(shí)間不夠明確，容易引入主觀誤差。發(fā)火點(diǎn)的溫度一般為200°C以 上，操作者與200°C以上的溫源近距離接觸，不安全也不利于操作者的健康。隨著計(jì)算機(jī)采 集存儲(chǔ)的普及應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)還主要靠人工記錄，一旦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有疑義，無從查證。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中火藥發(fā)火點(diǎn)測(cè)試判定的誤差，改善實(shí)驗(yàn)者的工作環(huán)境，規(guī)避 實(shí)驗(yàn)中可能存在的安全隱患，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)后還具有可查證性，本實(shí)用新型采用一種 發(fā)火溫度測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)火藥發(fā)火溫度的安全可靠測(cè)試。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括燃燒器、自動(dòng)控溫加熱裝 置、測(cè)溫單元、測(cè)壓?jiǎn)卧?、攪拌裝置以及電腦。燃燒器由燃燒器本體11和燃燒器頂蓋12構(gòu) 成，燃燒器本體11為中空厚壁圓筒，下端封閉，上端開口，開口一端與燃燒器頂蓋12密封連 接。燃燒器本體和燃燒器頂蓋均由鎳鉻合金鋼或鎳鉻鉬合金鋼制成，壁厚為2 8mm。燃燒 器本體或頂蓋上開有測(cè)壓孔，測(cè)壓?jiǎn)卧?4通過測(cè)壓孔探入燃燒器本體內(nèi)部，對(duì)燃燒器內(nèi)部 壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。自控控溫加熱裝置的形狀為下端封閉、上端開口的中空?qǐng)A筒，內(nèi)部裝有 加熱介質(zhì)。燃燒器本體11應(yīng)有1/3 3/4的高度浸在加熱介質(zhì)19中。加熱介質(zhì)的溫度由 自動(dòng)控溫加熱裝置16控制，自動(dòng)控溫加熱裝置的加熱范圍為50°C 400°C，升溫速率0°C / min 10°C /min連續(xù)可調(diào)。測(cè)溫單元15探入加熱浴的加熱介質(zhì)19中測(cè)溫；測(cè)壓?jiǎn)卧?4 測(cè)得的壓強(qiáng)信號(hào)與測(cè)溫單元15測(cè)試的溫度信號(hào)傳遞給電腦20。攪拌裝置17探入加熱介質(zhì) 中，通過攪拌使得加熱介質(zhì)19內(nèi)部溫度均勻。[0006]加熱介質(zhì)19依據(jù)待測(cè)試的火藥性質(zhì)確定，通常在高沸點(diǎn)的油和低熔點(diǎn)的合金二 者中選取更換，高沸點(diǎn)油的沸點(diǎn)300 400°C，例如真空泵油、硅油或機(jī)油。低熔點(diǎn)合金的 熔點(diǎn)一般為50 80°C，沸點(diǎn)為1000°C左右，例如伍德合金。因此如果樣品的點(diǎn)火溫度在 300°C以下，就可以選擇高沸點(diǎn)的油為加熱介質(zhì)，如果樣品的點(diǎn)火溫度為300°C以上，通常選 擇低熔點(diǎn)的合金。燃燒器本體11容積為250 350ml，能夠通過30MPa耐水壓試驗(yàn)。燃燒器頂蓋可以是密閉的，也可以在頂蓋12上開孔，安裝進(jìn)氣排氣閥13，通過進(jìn) 氣排氣閥13可以實(shí)現(xiàn)燃燒器充放氣或者抽真空。燃燒器底部和自動(dòng)控溫加熱裝置之間放置底座10，底座為一中空支架，通過底座 使燃燒器底部充分與自動(dòng)控溫加熱裝置中的加熱介質(zhì)接觸。自動(dòng)控溫加熱裝置外可以包裹有隔熱功能的真空夾層，減少加熱時(shí)熱量向自動(dòng)控 溫加熱裝置外部散失。本實(shí)用新型工作時(shí)，將一定量的樣品放置于燃燒器的本體中，與頂蓋密封連接。然 后把燃燒器放進(jìn)加熱介質(zhì)中，通過自動(dòng)控溫加熱裝置16在設(shè)定的升溫速率和溫度范圍內(nèi) 給加熱介質(zhì)19加熱，測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)試燃燒器中的壓強(qiáng)，測(cè)溫單元15測(cè)試溫度，并傳遞給電 腦20進(jìn)行記錄及同步顯示；置于燃燒器本體11底部的樣品隨著加熱介質(zhì)19溫度的升高而 升高，達(dá)到點(diǎn)火溫度后樣品點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生氣體，定容燃燒器中壓強(qiáng)驟然升高，測(cè)壓?jiǎn)卧?4 測(cè)得的實(shí)驗(yàn)曲線中壓強(qiáng)拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的測(cè)溫單元15測(cè)得的溫度曲線的溫度即為測(cè)試樣品的 點(diǎn)火溫度。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型在定容條件下通過加熱介質(zhì)對(duì)推進(jìn)劑進(jìn) 行加熱直至點(diǎn)火，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋綦x操作，利用測(cè)壓和測(cè)溫同步測(cè)試手段安全準(zhǔn)確的測(cè)定推進(jìn) 劑發(fā)火溫度；整個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和采集智能化，并且可以重現(xiàn)化；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程 中對(duì)試樣外形尺寸沒有要求，同時(shí)試樣的用量可依據(jù)現(xiàn)有火藥燃燒氣相生成量數(shù)據(jù)進(jìn)行估 算，省去了現(xiàn)有方法對(duì)推進(jìn)劑試樣外觀尺寸以及用量的苛刻要求，實(shí)驗(yàn)操作人性化。本實(shí)用 新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作安全，性能穩(wěn)定可靠，在實(shí)際應(yīng)用中具有廣泛的前景。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的推進(jìn)劑發(fā)火點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；圖中，1-加熱??；2—試管；3—膠塞；4一輔助溫度計(jì)；5—主溫度計(jì)；6—加熱 器；7—加熱介質(zhì)；8—攪拌器；9一加熱器。圖2為本實(shí)用新型的推進(jìn)劑發(fā)火溫度點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；圖中，10-底座；11-燃燒器本體；12-燃燒器頂蓋；13-進(jìn)氣排氣閥13; 14—測(cè)壓?jiǎn)卧?5—測(cè)溫單元；16—自動(dòng)控溫加熱裝置；17—攪拌裝置；18-隔熱套； 19-加熱介質(zhì)；20-計(jì)算機(jī)。圖3為實(shí)施例1采用本實(shí)用新型記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；圖中曲線1是加熱介質(zhì)19中 的溫度隨時(shí)間的變化，從室溫26°C基本等速升溫到230°C的過程；曲線2是燃燒器11中的 壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化，曲線2上的A(3551. 308s,0. 18MPa)點(diǎn)、B(3551. 653s, 5. 457MPa)點(diǎn)和 C(3630. 405s, 1. 305MPa)點(diǎn)分別為樣品在燃燒器中點(diǎn)火前的壓強(qiáng)、點(diǎn)燃后的壓強(qiáng)和樣品燒
4完后壓強(qiáng)。A點(diǎn)到B點(diǎn)是明顯的壓強(qiáng)突升，在不到Is時(shí)間的壓強(qiáng)突升，曲線1上溫度基本不 變，為210°C，即認(rèn)為該溫度為樣品的熱發(fā)火點(diǎn)溫度。圖4為圖3中壓強(qiáng)突變處的放大圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 如圖2所示，本實(shí)用新型采用了一種新的熱值測(cè)試裝置，包括底座10、燃燒器本體 11、燃燒器頂蓋12、進(jìn)氣排氣閥13、測(cè)壓?jiǎn)卧?4、測(cè)溫單元15、自動(dòng)控溫加熱裝置16、攪拌裝 置17、隔熱套18、加熱介質(zhì)19和計(jì)算機(jī)20。燃燒器本體是容積為300毫升的厚壁圓筒，下 端封閉，上端開口，開口一端連接有頂蓋12，燃燒器本體上端與頂蓋12密封連接，燃燒器底 部放置底座10，底座10為厚度為1mm的片狀金屬環(huán)，環(huán)的內(nèi)徑與燃燒器本體間隙配合，高度 為30mm，環(huán)被6等份，下部沿6等分切割15mm高度，其中的3份向環(huán)內(nèi)折成直角，托住置于 環(huán)內(nèi)的燃燒器，底座靠剩余的3個(gè)角與加熱裝置的底部接觸。燃燒器頂蓋上安裝有進(jìn)氣排 氣閥13 ；燃燒器本體11有1/2的高度浸在加熱介質(zhì)19中。燃燒器本體的側(cè)壁上開有測(cè)壓 孔，測(cè)壓?jiǎn)卧?4通過測(cè)壓孔連接燃燒器本體內(nèi)部，對(duì)燃燒器內(nèi)部壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；測(cè)溫 單元15探入加熱浴的加熱介質(zhì)19中測(cè)溫；測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)得的壓強(qiáng)信號(hào)與測(cè)溫單元15測(cè)試 的溫度信號(hào)傳遞給電腦20。加熱介質(zhì)為真空泵油，其溫度由自動(dòng)控溫加熱裝置16控制，升 溫速率5°C /min ；攪拌裝置17探入加熱介質(zhì)中，通過攪拌使得加熱介質(zhì)19內(nèi)部溫度均勻； 整個(gè)加熱實(shí)驗(yàn)裝置外殼為真空夾層，起隔熱功能，減少加熱浴溫度向外部的散失。本實(shí)用新 型工作時(shí)，將一定量的樣品放置于燃燒器的本體中，與頂蓋密封連接。通過進(jìn)氣排氣閥抽真 空，關(guān)閉閥體，保持燃燒器中的真空度。然后把燃燒器放進(jìn)加熱介質(zhì)中，通過自動(dòng)控溫加熱 裝置16在設(shè)定的升溫速率和溫度范圍內(nèi)給加熱介質(zhì)19加熱，測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)試燃燒器中的 壓強(qiáng)，測(cè)溫單元15測(cè)試溫度，通過數(shù)據(jù)板卡采集傳遞給電腦20進(jìn)行記錄并同步顯示；置于 燃燒器本體11底部的樣品隨著加熱介質(zhì)19溫度的升高而升高，達(dá)到點(diǎn)火溫度后點(diǎn)火燃燒， 產(chǎn)生氣體，定容燃燒器中壓強(qiáng)驟然升高，測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)得的實(shí)驗(yàn)曲線中壓強(qiáng)拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 測(cè)溫單元15測(cè)得的溫度曲線的溫度即為測(cè)試樣品的點(diǎn)火溫度(具體實(shí)驗(yàn)步驟見后)。測(cè)得 某鎂鋁富燃料推進(jìn)劑真空下的發(fā)火溫度為210°C。實(shí)施例2 如圖5所示，本實(shí)用新型采用了一種新的熱值測(cè)試裝置，包括底座10、燃燒器本體 11、燃燒器頂蓋12、進(jìn)氣排氣閥13、測(cè)壓?jiǎn)卧?4、測(cè)溫單元15、自動(dòng)控溫加熱裝置16、攪拌裝 置17、隔熱套18、加熱介質(zhì)19和計(jì)算機(jī)20。燃燒器本體是容積為300毫升的厚壁圓筒，下 端封閉，上端開口，開口一端連接有頂蓋12，燃燒器本體上端與頂蓋12密封連接，燃燒器底 部放置底座10，底座10為厚度為1mm的片狀金屬環(huán)，環(huán)的內(nèi)徑與燃燒器本體間隙配合，高 度為30mm，環(huán)被6等份，下部沿6等分切割15mm高度，其中的3份向環(huán)內(nèi)折成直角，托住置 于環(huán)內(nèi)的燃燒器，底座靠剩余的3個(gè)角與加熱裝置的底部接觸。燃燒器本體11有1/2的高 度浸在加熱介質(zhì)19中。燃燒器頂蓋上開有測(cè)壓孔，測(cè)壓?jiǎn)卧?4通過測(cè)壓孔連接燃燒器本 體內(nèi)部，對(duì)燃燒器內(nèi)部壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；測(cè)溫單元15探入加熱浴的加熱介質(zhì)19中測(cè)溫； 測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)得的壓強(qiáng)信號(hào)與測(cè)溫單元15測(cè)試的溫度信號(hào)傳遞給電腦20。加熱介質(zhì)為真空泵油，其溫度由自動(dòng)控溫加熱裝置16控制，升溫速率5°C /min ；攪拌裝置17探入加熱 介質(zhì)中，通過攪拌使得加熱介質(zhì)19內(nèi)部溫度均勻；整個(gè)加熱實(shí)驗(yàn)裝置外殼為真空夾層，起 隔熱功能，減少加熱浴溫度向外部的散失。本實(shí)用新型工作時(shí)，將一定量的樣品放置于燃燒 器的本體中，與頂蓋密封連接。然后把燃燒器放進(jìn)加熱介質(zhì)中，通過自動(dòng)控溫加熱裝置16 在設(shè)定的升溫速率和溫度范圍內(nèi)給加熱介質(zhì)19加熱，測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)試燃燒器中的壓強(qiáng)，測(cè) 溫單元15測(cè)試溫度，通過數(shù)據(jù)板卡采集傳遞給電腦20進(jìn)行記錄并同步顯示；置于燃燒器 本體11底部的樣品隨著加熱介質(zhì)19溫度的升高而升高，達(dá)到點(diǎn)火溫度后點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生氣 體，定容燃燒器中壓強(qiáng)驟然升高，測(cè)壓?jiǎn)卧?4測(cè)得的實(shí)驗(yàn)曲線中壓強(qiáng)拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的測(cè)溫單 元15測(cè)得的溫度曲線的溫度即為測(cè)試樣品的點(diǎn)火溫度。測(cè)得某鎂鋁富燃料推進(jìn)劑真空下 的發(fā)火溫度為208°C本實(shí)用新型具體實(shí)施步驟1)樣品質(zhì)量的確定，首先是根據(jù)樣品的特性，從安全的角度考慮樣品用量，通常常 壓空氣下樣品用量為3 5g ；2)將稱量好的試樣放置在燃燒器本體11底部，擰緊燃燒器頂蓋12 ；3)裝配測(cè)壓?jiǎn)卧?4 ；4)利用肥皂水檢查裝置氣密性；5)將安裝有測(cè)壓?jiǎn)卧娜紵靼卜旁谌紵鞯鬃?0上；6)將自動(dòng)控溫加熱裝置放入隔熱保護(hù)套18中；7)在自動(dòng)控溫裝置16內(nèi)安裝攪拌裝置17，放入測(cè)溫單元15，將裝配有測(cè)壓?jiǎn)卧?14燃燒器放入自動(dòng)控溫裝置16內(nèi)，添加加熱介質(zhì)10直至浸沒燃燒器頂蓋，打開自動(dòng)控溫加 熱裝置16，設(shè)定溫度范圍以及升溫速率；8)計(jì)算機(jī)記錄監(jiān)控燃燒室壓強(qiáng)和加熱浴溫度隨時(shí)間的變化曲線；9)觀察計(jì)算機(jī)記錄壓強(qiáng)曲線，當(dāng)壓強(qiáng)曲線突變出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，該壓強(qiáng)拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)加熱 浴的溫度即為推進(jìn)劑的點(diǎn)火溫度，保存數(shù)據(jù)后續(xù)處理。
權(quán)利要求一種測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，包括燃燒器、自動(dòng)控溫加熱裝置、測(cè)溫單元、測(cè)壓?jiǎn)卧?、攪拌裝置以及電腦，其特征在于燃燒器由燃燒器本體和燃燒器頂蓋構(gòu)成；燃燒器本體為中空厚壁圓筒，下端封閉，上端開口，開口一端與燃燒器頂蓋密封連接；燃燒器本體和燃燒器頂蓋均由鎳鉻合金鋼或鎳鉻鉬合金鋼制成，壁厚為2～8mm；燃燒器本體或燃燒器頂蓋上開有測(cè)壓孔，測(cè)壓?jiǎn)卧ㄟ^測(cè)壓孔探入燃燒器本體內(nèi)部；自動(dòng)控溫加熱裝置的形狀為下端封閉、上端開口的中空?qǐng)A筒，內(nèi)部裝有加熱介質(zhì)；燃燒器本體有1/3～3/4的高度浸在加熱介質(zhì)中；加熱介質(zhì)的溫度由自動(dòng)控溫加熱裝置控制，自動(dòng)控溫加熱裝置的加熱范圍為50℃～400℃，升溫速率0℃/min～10℃/min連續(xù)可調(diào)；測(cè)溫單元探入加熱浴的加熱介質(zhì)中測(cè)溫；測(cè)壓?jiǎn)卧獪y(cè)得的壓強(qiáng)信號(hào)與測(cè)溫單元測(cè)試的溫度信號(hào)傳遞給電腦；攪拌裝置探入加熱介質(zhì)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于如果待測(cè)火藥的點(diǎn) 火溫度在300°C以下，所述的加熱介質(zhì)選取高沸點(diǎn)的油，高沸點(diǎn)油的沸點(diǎn)為300 400°C;如 果待測(cè)火藥的點(diǎn)火溫度在300°C以上，所述的加熱介質(zhì)選取低熔點(diǎn)合金，低熔點(diǎn)合金的熔點(diǎn) 為50 80°C，沸點(diǎn)為1000°C左右。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的高沸點(diǎn)油為 真空泵油、硅油或機(jī)油。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的低熔點(diǎn)合金 為伍德合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的燃燒器本體 容積為250 350ml，能夠通過30MPa耐水壓試驗(yàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的燃燒器頂蓋 上開孔，安裝進(jìn)氣排氣閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的燃燒器底部 和自動(dòng)控溫加熱裝置之間放置底座，底座為一中空支架。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，其特征在于所述的自動(dòng)控溫加 熱裝置外包裹有真空夾層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)量火藥點(diǎn)火溫度的裝置，包括燃燒器、自動(dòng)控溫加熱裝置、測(cè)溫單元、測(cè)壓?jiǎn)卧?、攪拌裝置以及電腦，燃燒器由燃燒器本體和燃燒器頂蓋構(gòu)成；其上開有測(cè)壓孔，測(cè)壓?jiǎn)卧ㄟ^測(cè)壓孔探入燃燒器本體內(nèi)部；自控控溫加熱裝置內(nèi)裝有加熱介質(zhì)；燃燒器本體浸在加熱介質(zhì)中；加熱介質(zhì)的溫度由自動(dòng)控溫加熱裝置控制；測(cè)溫單元探入加熱浴的加熱介質(zhì)中測(cè)溫；測(cè)壓?jiǎn)卧獪y(cè)得的壓強(qiáng)信號(hào)與測(cè)溫單元測(cè)試的溫度信號(hào)傳遞給電腦；攪拌裝置探入加熱介質(zhì)中。本實(shí)用新型能夠安全準(zhǔn)確的測(cè)定推進(jìn)劑發(fā)火溫度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，在實(shí)際應(yīng)用中具有廣泛的前景。
文檔編號(hào)G01N25/54GK201607417SQ20102002052
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者孫志華, 孫美, 張曉宏, 王宏, 王英紅, 趙宏利, 陳超, 鮑福廷 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué);西安近代化學(xué)研究所