[發明專利]爆炸物品線脹系數測量裝置和方法

無效

• 申請號: 200710099441.1
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101051031A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 張慶明;王海東;付躍升;黃正平;吳志堅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明專利涉及一種爆炸物品線脹系數測量裝置和方法，實現對爆炸物品線脹系數安全可靠的測量。

背景技術

目前測量一般材料線脹系數已經是一個比較成熟的領域。對應不同材料的特性，有不同的測量方法和相應的測量儀器。

圖10為一種典型的金屬線脹系數測量裝置(文獻來自：金屬線脹系數的測定，武漢工業學院學報，第23卷第2期，2004年6月)。此裝置先將一硬性套管垂直固定在一帶有閥門的容器中，將待測金屬桿和兩個石英棒疊放入套管中，然后使容器充裝冰水混合物。再將一光學玻璃板與一支架連成整體，使玻璃板的一端放在另一光學玻璃板上，另一端被固聯在石英棒上端一刀口稍稍頂起。調節平臺調節螺絲，使兩光學玻璃板迭在一起，這時顯微鏡將看不到干涉條紋。隨后，打開容器閥門，放出冰水混合物，隨著溫度的升高，金屬桿受熱膨脹伸長，將頂起與上玻璃板連成一整體的支架，兩光學玻璃板會張開一定角度，形成空氣劈尖。這種方式是靠環境熱量加熱試件至室溫，利用顯微鏡觀測數據求得試件的線脹系數。

對于爆炸物品的線脹系數測量，往往對試件有一個加熱的過程，為了確保測量人員和設施的安全，不可能采用無防護的裝置和方法進行測量。目前尚未有專門用于測量爆炸物品線脹系數的儀器或設備。現行爆炸物品線脹系數的測量方法是首先測量常溫下試件長度，然后將試件放入恒溫箱加熱試件至要求的溫度并保持一段時間，然后立刻拿出試件并對加熱后試件長度快速人工測量，進而計算出試件的線脹系數。這一方法測量精度低，不能記錄溫度、長度變化的歷史數據，并且操作危險，容易燙傷測量人員，并對高溫下試件可能產生的爆炸無任何防護措施，存在重大安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種爆炸物品線脹系數的安全測量裝置。該裝置可以有效防止因試件的意外爆炸而傷及周圍的人員和設施，測量結果可以在計算機上實時動態顯示。

本發明是這樣實現的：

在含有試件孔和測溫孔的保護筒外側纏繞加熱帶和保溫材料，并安裝在保溫筒中；將耐高溫玻璃管裝入試件孔；將溫度傳感器在測溫孔沿軸向均勻布置；保溫筒的兩端各有一個裝有位移傳感器(2)的位移傳感器支架；上述所有零件全部安裝在外筒(24)中；一個溫度傳感器通過信號線依次與外筒外部的變送器、PID溫度控制儀、晶閘管、加熱帶連接以控制加熱溫度，其余的溫度傳感器通過信號線依次與外筒外部的變送器、溫度巡檢儀、JR485、計算機連接將溫度測試結果送入計算機；位移傳感器通過信號線依次與外筒外部的位移計和計算機連接將位移信號送入計算機；計算機中專用軟件對溫度和位移信號進行處理，實時顯示測量結果。

如果被測試件在測試過程中具有爆炸的可能，那么保護筒的壁厚按爆炸力學或高壓容器設計理論進行設計，使其足以抵抗試件意外爆炸產生的爆炸荷載。

試件孔和測溫孔位于同一圓周上。

應移傳感器支架各向位置可任意調整，使位移傳感器與試件孔同軸對中，并便于安裝和取出試件。

使用時包括下述步驟：

1)將試件表面包裹一層耐不低于測試目標溫度的高溫材料，防止試件因高溫融化而與石英玻璃管粘連；

2)試件被放置在保護筒(8)中進行防護；

3)試件被加熱之前，關閉外筒，鎖緊鎖扣；

4)測量數據和信號被計算機自動采集，由專用程序進行處理，結果實時顯示，測量過程中的歷史數據被自動保存為數據文件，以便后期調用再分析。

方案中，如果不用JR485、計算機和專用軟件，也可以通過溫度巡檢儀和位移計的讀數手工計算試件的線脹系數。

本發明的有益效果是，可以準確測量爆炸物品的線脹系數，也可用于其他固體材料線脹系數的測量，操作安全可靠。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1-本發明的整體組裝圖，其中：1-位移傳感器支架，2-位移傳感器，3-鎖扣，4-保溫筒端部法蘭，5-保溫筒，6-保溫材料，7-加熱帶，8-保護筒，9-耐高溫玻璃管，10-螺栓，11-螺栓，12-保護筒端部法蘭，14-滾輪，19-螺栓，24-外筒。

圖2-整體組裝圖的A-A剖視圖，其中：20-測溫孔，21-試件孔，23-試件。

圖3-石英玻璃管內試件、石英棒和位移傳感器的相對關系圖，其中：22-石英玻璃棒。

圖4-保溫筒組裝圖。

圖5-保溫筒的B-B剖視圖。

圖6-保護筒組裝圖。

圖7-保護筒的左視圖。

圖8-溫度控制信號傳輸流程圖。

圖9-位移信號傳輸流程圖。

圖10-對比文件附圖

具體實施方式