[發(fā)明專利]液霧燃爆參數(shù)測試系統(tǒng)及測試方法

有效

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• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103852486A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雪嶺;張奇;王悅;李偉;段云
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

1.液霧燃爆參數(shù)測試系統(tǒng)，其特征是，它包括：控制裝置（1）、二次氣動脈沖噴射霧化器（2）、點(diǎn)火裝置（3）、粒徑檢測裝置（4）、數(shù)字記錄系統(tǒng)（5）以及頂部帶有點(diǎn)火擊針的透明實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）；

控制裝置（1）用于控制二次氣動脈沖噴射霧化器（2）內(nèi)電磁閥（2.3）的開啟，對點(diǎn)火裝置（3）進(jìn)行觸發(fā)，并對粒徑檢測裝置（4）、數(shù)字記錄系統(tǒng)（5）進(jìn)行開啟；

二次氣動脈沖噴射霧化器（2）包括：依次連接的手動閥門（2.1）、高壓氣室（2.2）、電磁閥（2.3）、單向閥（2.4）、儲液室（2.5）、氣液輸送管段（2.6）以及噴霧室（2.8）；儲液室（2.5）上設(shè)有預(yù)裝儲液室液體入口（9）；噴霧室（2.8）一端與氣液輸送管段（2.6）連接，另一端為與實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）相通的半球形的噴頭；噴霧室（2.8）內(nèi)還設(shè)有空心球體（2.7），空心球體（2.7）的球面上均布通孔，開孔處為空心球體（2.7）與其內(nèi)接正二十面體的交點(diǎn)；

點(diǎn)火裝置（3）用于對實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）的點(diǎn)火擊針進(jìn)行觸發(fā)；

粒徑檢測裝置（4）包括：激光發(fā)射單元（4.1）、光照檢測單元（4.2）、信號轉(zhuǎn)換單元（4.3）以及信號接收處理單元（4.4）；激光發(fā)射單元（4.1）中包括：多組獨(dú)立的激光發(fā)射器；光照檢測單元（4.2）包括：多組獨(dú)立的光照強(qiáng)度傳感器；轉(zhuǎn)換單元（4.3）用于接收光照檢測單元（4.2）的信號輸出，并將信號轉(zhuǎn)換后輸送至信號接收處理單元（4.4）；信號接收處理單元（4.4）根據(jù)接收到的信號進(jìn)行計(jì)算；激光發(fā)射單元（4.1）與光照檢測單元（4.2）布置在實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）的兩側(cè)，一個(gè)激光發(fā)射器與一個(gè)光照強(qiáng)度傳感器相配合，光路穿過實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）的軸心；

數(shù)字記錄系統(tǒng)（5）包括：布置在實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）內(nèi)的壓力傳感器（5.1）、溫度傳感器（5.2），連接壓力傳感器（5.1）、溫度傳感器（5.2）的電荷放大器（5.3），以及連接電荷放大器（5.3）的信號處理單元（5.4）。

2.如權(quán)利要求1所述的液霧燃爆參數(shù)測試系統(tǒng)，其特征是，控制裝置（1）包括：PLC控制模塊（1.1）、顯示模塊（1.2）、觸控模塊（1.3）以及總啟動鍵（1.4）；PLC控制模塊（1.1）設(shè)有開關(guān)指令輸出端口（1.5）以及繼電器指令輸出端口（1.6）；顯示模塊（1.2）、觸控模塊（1.3）以及總啟動鍵（1.4）分別與PLC控制模塊（1.1）連接；繼電器指令輸出端口（1.6）所輸出的指令控制電磁閥（2.3）的開啟；開關(guān)指令輸出端口（1.5）的指令輸出與繼電器指令輸出端口（1.6）的指令輸出具有延遲，開關(guān)指令輸出端口（1.5）的輸出指令控制粒徑檢測裝置（4）、數(shù)字記錄系統(tǒng)（5）的開啟以及點(diǎn)火裝置（3）的點(diǎn)火觸發(fā)時(shí)長；觸控模塊（1.3）用于設(shè)置PLC控制模塊（1.1）每個(gè)輸出端口的指令觸發(fā)時(shí)長以及指令延遲時(shí)間；顯示模塊（1.2）用于顯示設(shè)定信息；確認(rèn)設(shè)置后，PLC控制模塊（1.1）接受來自總啟動鍵（1.4）的指令，并開始執(zhí)行；

點(diǎn)火裝置（3）包括：單片機(jī)（3.1），與單片機(jī)（3.1）連接的顯示單元（3.2）、觸控單元（3.3）、放電控制單元（3.7）、充電控制單元（3.6），與充電控制單元（3.6）連接的高壓電源（3.8），與放電控制單元（3.7）、充電控制單元（3.6）連接的繼電器組（3.4），與繼電器組（3.4）連接的電容組（3.5）、點(diǎn)火輸出單元（3.9）；觸控單元（3.3）用于對單片機(jī)（3.1）進(jìn)行充電狀態(tài)與放電狀態(tài)的設(shè)定；顯示單元（3.2）用于顯示單片機(jī)（3.1）的狀態(tài)；點(diǎn)火輸出單元（3.9）與實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）上的點(diǎn)火擊針連接；放電控制單元（3.7）與開關(guān)指令輸出端口（1.5）連接；當(dāng)單片機(jī)（3.1）處于充電狀態(tài)時(shí)，充電控制單元（3.6）控制繼電器組（3.4）的閉合，使得高壓電源（3.8）向電容組（3.5）進(jìn)行充電；當(dāng)單片機(jī)（3.1）處于放電狀態(tài)時(shí)，放電控制單元（3.7）等待開關(guān)指令輸出端口（1.5）的指令輸出，當(dāng)放電控制單元（3.7）接收到開關(guān)指令輸出端口（1.5）的指令輸出時(shí)，放電控制單元（3.7）控制繼電器組（3.4）的閉合，使得電容組（3.5）與點(diǎn)火輸出單元（3.9）接通，點(diǎn)火輸出單元（3.9）觸發(fā)實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）上的點(diǎn)火擊針。

3.液霧燃爆參數(shù)測試系統(tǒng)的測試方法，它基于如權(quán)利要求2所述的液霧燃爆參數(shù)測試系統(tǒng)，其特征是，它包括如下步驟：

A.對控制裝置（1）進(jìn)行設(shè)定：通過觸控模塊（1.3）對PLC控制模塊（1.1）進(jìn)行設(shè)置，其中包括繼電器指令輸出端口（1.6）的指令輸出時(shí)長、開關(guān)指令輸出端口（1.5）的指令輸出的延遲時(shí)間以及對放電控制單元（3.7）的觸發(fā)時(shí)長；

B.通過觸控單元（3.3）將單片機(jī)（3.1）設(shè)置為充電狀態(tài)，直至電容組（3.5）達(dá)到飽和；

C.開啟手動閥（2.1），使高壓氣室（2.2）內(nèi)的氣壓達(dá)到實(shí)驗(yàn)壓力值；在儲液室（2.5）內(nèi)加裝測試液體；

D.按壓總啟動鍵（1.4）；PLC控制模塊（1.1）通過繼電器指令輸出端口（1.6）發(fā)出指令，在其指令輸出時(shí)長內(nèi)，開啟二次氣動脈沖噴射霧化器（2）中的電磁閥（2.3），高壓氣室（2.2）內(nèi)的氣體與儲液室（2.5）內(nèi)液體預(yù)混，并瞬態(tài)形成氣液兩相混合物；氣液以環(huán)形流型為主進(jìn)入噴霧室（2.8），液相部分對空心球體（2.7）發(fā)生繞流，氣相部分通過空心球體（2.7）正面開孔處進(jìn)入噴霧室（2.8）內(nèi)部形成局部超壓，再通過噴霧室（2.8）的噴頭將氣體排出至實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）形成懸浮云霧；

E.設(shè)定的延遲時(shí)間后，PLC控制模塊（1.1）通過開關(guān)指令輸出端口（1.5）發(fā)出指令，開啟粒徑檢測裝置（4）與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)（5），記錄實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）內(nèi)的狀況，同時(shí)點(diǎn)火裝置（3）中的放電控制單元（3.7）控制繼電器組（3.4）的閉合，使得接通電容組（3.5）與點(diǎn)火輸出單元（3.9）接通，在觸發(fā)時(shí)長內(nèi)點(diǎn)火輸出單元（3.9）觸發(fā)實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）上的點(diǎn)火擊針，實(shí)驗(yàn)爆炸罐體（6）內(nèi)發(fā)生燃爆；

F.通過粒徑檢測裝置（4）中的信號接收處理單元（4.4），以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)（5）中的信號處理單元（5.4）獲取液霧燃爆參數(shù)數(shù)據(jù)。