一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱電偶保護(hù)裝置，特別是一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于炸藥爆炸后形成的爆炸火球，高溫氣體產(chǎn)物能對目標(biāo)造成不同程度的熱毀傷效應(yīng)，這種熱毀傷效應(yīng)已經(jīng)成為研宄熱點。爆炸火球的溫度是熱毀傷效果的重要決定因素之一，準(zhǔn)確獲取炸藥爆炸火球內(nèi)部響應(yīng)溫度及其時空分布規(guī)律對于熱毀傷研宄具有重要意義。
[0003]響應(yīng)溫度測量的方法為熱電偶接觸測溫法，由于炸藥爆炸作用時間快，火球持續(xù)時間為秒級，因此測試對熱電偶的響應(yīng)時間要求較高，且爆炸瞬間輸出高壓沖擊波，伴隨著裝藥殼體破片的高速運動，對測試熱電偶的強度要求高。中國專利ZL201210286594.8公開了一種爆炸場瞬態(tài)高壓環(huán)境下的快速響應(yīng)熱電偶，它是一種裸露型熱電偶，由熱電偶絲、隔溫絕緣膠、信號線、殼體等組成，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，響應(yīng)時間短，熱電偶在較高的沖擊波作用下不被損壞，適應(yīng)于純凈爆炸環(huán)境。但是，靶場試驗時，裝藥殼體形成的破片和爆炸產(chǎn)物在火球內(nèi)部運動速度高、破壞威力大，高壓沖擊波帶動靶場地面沙石拋擲運動，對熱電偶絲的破壞概率極大。這種嚴(yán)苛的工況條件下熱電偶常被破壞，得不到響應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，不能滿足測試要求。因此用于爆炸火球響應(yīng)溫度測量的熱電偶，不僅要求熱電偶響應(yīng)時間達(dá)到毫秒級，還要求熱電偶得到有效保護(hù)，在承受高壓沖擊波、高速破片和爆炸產(chǎn)物的破壞作用下能得到測試數(shù)據(jù)。專利ZL201210286594.8公開的這種爆炸場瞬態(tài)高壓環(huán)境下的快速響應(yīng)熱電偶的缺點在于:熱電偶偶絲沒有防護(hù)裝置，在靶場試驗時極易被殼體破片、沙石和高壓沖擊波破壞；不能獲取有效的溫度測量曲線，難以滿足爆炸場火球響應(yīng)溫度測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，能耐高速破片、高壓沖擊波和爆炸產(chǎn)物的破壞作用，而且不影響熱電偶響應(yīng)時間等特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術(shù)要求，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0006]一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其特征在于由熱電偶、保護(hù)殼體、吸波涂層、熱電偶安裝孔、導(dǎo)線槽和固定孔組成。
[0007]所述的熱電偶為專利ZL201210286594.8公開的爆炸場耐瞬態(tài)高壓的快速響應(yīng)熱電偶，由熱電偶絲、隔溫絕緣膠、信號線和外殼等組成，其外殼外壁為直徑1mm的外螺紋，與保護(hù)殼體配合連接。
[0008]所述的保護(hù)殼體外形為圓柱體，長度140mm，外徑50mm，頭部為橢球形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，深度為35_，內(nèi)凹結(jié)構(gòu)底部沿圓柱軸向設(shè)置熱電偶安裝孔，熱電偶安裝孔底部沿徑向向外設(shè)置導(dǎo)線槽，用于引出熱電偶信號線。保護(hù)殼體尾部打磨為直徑50mm半球體，靠近尾部設(shè)置有固定孔。保護(hù)殼體能有效防護(hù)破片、沙石和沖擊波的破壞作用，橢球形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)有助于高溫氣流快速進(jìn)入保護(hù)殼體頭部，使熱電偶絲能迅速感應(yīng)溫度變化，尾部半球結(jié)構(gòu)能減小保護(hù)殼體對流場的干擾。
[0009]所述熱電偶安裝孔與保護(hù)殼體同軸，始于內(nèi)凹結(jié)構(gòu)底部，內(nèi)徑10mm、深度50mm，前段35_為內(nèi)螺紋，用于配合固定熱電偶外殼螺紋。
[0010]所述吸波涂層為硅橡膠涂層，硅橡膠涂覆于保護(hù)殼體凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)壁，厚度約1mm，待其固化。吸波涂層波阻抗相對于保護(hù)殼體較小，能降低沖擊波的反射能量，有效保護(hù)熱電偶。
[0011]所述導(dǎo)線槽與熱電偶安裝孔底部相連通，寬5_，用于引出熱電偶信號線。
[0012]所述固定孔為內(nèi)徑20mm帶有內(nèi)螺紋的通孔，距離保護(hù)殼體尾部35mm，用于連接安裝結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0014](I)該裝置將爆炸場耐瞬態(tài)高壓的快速響應(yīng)熱電偶偶絲裸露于保護(hù)殼體凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)，能夠有效抵御殼體破片、沙石和沖擊波的破壞作用；
[0015](2)在120Kg帶金屬殼體TNT裝藥爆炸場使用時，熱電偶獲取的溫度測量曲線有效。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明熱電偶測試溫度曲線。
[0018]圖3為沖擊波超壓曲線。
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施例包括熱電偶1、保護(hù)殼體2、吸波涂層3、熱電偶安裝孔4、導(dǎo)線槽5、固定孔6。其中，所述保護(hù)殼體2外觀為圓柱體，頭部為橢球形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，尾部為半球狀打磨體；保護(hù)殼體2從頭到尾順次設(shè)置熱電偶安裝孔4、導(dǎo)線槽5、固定孔6 ;熱電偶安裝孔4與保護(hù)殼體2同軸，熱電偶安裝孔4起于保護(hù)殼體2頭部內(nèi)凹結(jié)構(gòu)底部，止于導(dǎo)線槽5，熱電偶安裝孔4與導(dǎo)線槽5相連通；導(dǎo)線槽5和固定孔6中心線與保護(hù)殼體2軸線垂直；熱電偶I通過熱電偶安裝孔4固定于保護(hù)殼體2頭部，熱電偶I偶絲裸露于保護(hù)殼體2凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)，熱電偶I信號線從導(dǎo)線槽5引出；吸波涂層3涂覆于保護(hù)殼體2頭部凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)壁面。
[0021]本實施例中，將熱電偶I信號線從熱電偶安裝孔4穿入，再由導(dǎo)線槽5引出，然后轉(zhuǎn)動熱電偶I外殼，通過其外螺紋與熱電偶安裝孔4內(nèi)螺紋配合連接，轉(zhuǎn)動時應(yīng)注意保護(hù)熱電偶I裸露在外的偶絲，直至到達(dá)熱電偶安裝孔4底部，此時熱電偶I約有15mm長度部分位于保護(hù)殼體2內(nèi)凹結(jié)構(gòu)中。吸波涂層3為硅橡膠，將硅橡膠均勻涂覆于保護(hù)殼體2的凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)壁，厚度約1_。待其固化后即可用于爆炸場使用。使用時，保護(hù)殼體2尾部指向爆心，通過固定孔6與安裝結(jié)構(gòu)固定。
[0022]申請人采用本發(fā)明的一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，在試驗場進(jìn)行120kg帶金屬殼體TNT裝藥爆炸熱效應(yīng)測試時，在9.8米處測試溫度為700°C，溫度上升時間為80毫秒，在9.8米處用沖擊波壓力傳感器測量的沖擊波超壓峰值為0.57MPa0說明本發(fā)明能適應(yīng)爆炸場破片、沙石和強沖擊波環(huán)境下的火球響應(yīng)溫度測試。圖
2、圖3分別是是120Kg帶金屬殼體TNT裝藥爆炸時用本發(fā)明在距爆心9.8米處測得的溫度曲線和沖擊波壓力曲線。
【主權(quán)項】
1.一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其特征在于，由熱電偶(1)、保護(hù)殼體(2)、吸波涂層(3)、熱電偶安裝孔(4)、導(dǎo)線槽(5)、固定孔(6)組成； 所述保護(hù)殼體⑵從頭到尾順次設(shè)置熱電偶安裝孔(4)、導(dǎo)線槽(5)、固定孔(6); 熱電偶安裝孔(4)與保護(hù)殼體(2)同軸，熱電偶安裝孔(4)起于保護(hù)殼體(2)頭部內(nèi)凹結(jié)構(gòu)底部，止于導(dǎo)線槽(5)，熱電偶安裝孔(4)與導(dǎo)線槽(5)相連通；導(dǎo)線槽(5)和固定孔(6)中心線與保護(hù)殼體(2)軸線垂直； 熱電偶(I)通過熱電偶安裝孔(4)固定于保護(hù)殼體(2)頭部，熱電偶(I)偶絲裸露于保護(hù)殼體(2)凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)，熱電偶(I)信號線從導(dǎo)線槽(5)引出； 吸波涂層(3)涂覆于保護(hù)殼體(2)頭部凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)壁面。
2.如權(quán)利I所述的一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其特征在于:所述的保護(hù)殼體(2)為一圓柱體，保護(hù)殼體(2)的頭部為橢球形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，保護(hù)殼體(2)的尾部為半球狀打磨體。
3.如權(quán)利I所述的一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其特征在于:所述的吸波涂層(3)為硅橡膠，硅橡膠厚度為1_。
4.如權(quán)利I所述的一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置，其特征在于:所述的保護(hù)殼體(2)通過固定孔(6)安裝固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于爆炸場火球響應(yīng)溫度測試的熱電偶保護(hù)裝置。它主要由熱電偶、保護(hù)殼體、吸波涂層、熱電偶安裝孔、導(dǎo)線槽、固定孔組成。其特點是熱電偶與保護(hù)殼體通過熱電偶安裝孔連接，熱電偶絲置于保護(hù)殼體凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)，熱電偶信號線從導(dǎo)線槽引出，吸波涂層涂覆于保護(hù)殼體凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)壁面，裝置通過固定孔與安裝結(jié)構(gòu)固定，使用時保護(hù)殼體尾部正對爆心。本發(fā)明顯著優(yōu)點在不影響爆炸場耐瞬態(tài)高壓快速響應(yīng)熱電偶響應(yīng)時間的前提下，改善熱電偶的環(huán)境適應(yīng)能力，能有效防護(hù)高速破片、高壓沖擊波和爆炸產(chǎn)物對熱電偶絲的破壞作用，獲取測試數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01K7-04
【公開號】CN104535211
【申請?zhí)枴緾N201410804879
【發(fā)明人】張玉磊, 李芝絨, 翟紅波, 蘇健軍, 董樹南, 蔣海燕
【申請人】西安近代化學(xué)研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月19日