[發明專利]固體推進劑煙霧光學透過率縱向多光路多波段測量裝置

有效

• 申請號: 201410422746.1
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104181129B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 許毅;孫美;儀建華;王長健;劉科祥;趙鳳起;孫志華;王宏;羅陽;裴慶;安亭;李猛
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心11011
• 代理人: 梁勇

技術領域

本發明涉及固體推進劑技術領域，具體涉及一種固體推進劑煙霧光學透過率縱向多光路多波段測量裝置。

背景技術

固體推進劑及其包覆材料在火箭發動機工作時產生大量的煙霧和火焰，直接影響導彈的制導和隱身性能。固體推進劑煙霧水平是低特征信號推進劑的研制和生產過程中必須嚴格控制的重要指標，建立推進劑煙霧水平科學測量裝置是制導武器研制中的重要內容。

衡量推進劑的煙霧水平，一般采用煙霧對制導信號如雷達波信號衰減、紅外(可見光、激光)光學透過率進行表征。煙霧光學透過率測量多采用比較成熟的煙箱法，煙箱法測量推進劑及包覆層煙霧的光學透過率，所需樣品少，制樣要求簡單，操作方便，費用小，在推進劑配方研制階段廣泛應用。

但是，燃燒室內煙霧由于重力的存在，所產生的沉積效應使得水平光路裝置測量精度差，重復性低。此外，由于燃燒室加熱溫度范圍有限(1000℃以下)，無法達到發動機工作的溫度。此外，煙室中對材料直接加熱，升溫速率也很有限，不能充分反映樣品在發動機中的實際情況。所以有必要對煙箱法測量裝置進行技術改造升級，使其具有較高的測量精度、效率以及廣泛的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體推進劑煙霧光學透過率縱向多光路多波段測量裝置，以克服現有煙箱法測量裝置存在的不足。

本發明實現過程如下：

固體推進劑煙霧光學透過率縱向多光路多波段測量裝置，包括光源單元、分光單元、介質單元、信號接收單元、信號處理單元以及測控軟件單元。光源單元和分光單元位于介質單元的上部，光源單元發出的紅外、可見光和激光經平行光管調節獲得平行光，由分光單元把入射光分為參考光和測量光；所設計的三路光路，可實現紅外、可見光和激光透過率的同步測量。介質單元包含燃燒室，其上部設有三個光入射窗口，下部設有對應的三個光接受窗口，測量光由光入射窗口垂直進入煙霧區，由光接受窗口射出；介質單元通過氣路閥門自動控制可實現燃燒室測量壓強的精確控制，通過燃燒室夾套內水溫自動控制可實現測量溫度的精確控制；介質單元設有可拆卸承力托和點火控制器，可對試樣燃燒、熱分解、揮發、升華等不同方法產生的煙霧進行光學透過率測量。信號接收單元中測量光的接受器件位于介質單元的下部，接受來自三個光接受窗口的測量光；參考光的接受器件位于介質單元的上部，分光單元的側部，接受經分光單元分出的參考光；信號接收單元中紅外接收采用硅光電池，可見光接收采用光敏電阻，激光接收采用帶濾光膜的硅光電池。信號處理單元可實現測量數據自動處理。測控軟件單元可實時獲得不同波長光的煙霧透射參數，由標定的工作曲線對其進行修正，得到透過率結果，繪制出透過率曲線并保存相關數據。

本發明相比現有的測量裝置，具有下述優點：

1.本測量裝置采用縱向光路技術和鎖相技術，有效解決了由煙霧沉積效應導致水平光路裝置測量精度差的問題，同時也降低了背景環境變化、光源不穩定和系統噪聲等對測量精度的影響；

2.本測量裝置設計的三路光路，實現了紅外、可見光和激光透過率的同步測量，提高了測量效率；

3.本測量裝置可根據不同種類試樣對煙霧產生方式的需要，通過點火或加熱(程序升溫)，實現燃燒、熱分解、揮發、升華等方式產生的煙霧光學透過率的測量，擴大了本裝置的應用范圍。

附圖說明

圖1燃燒室結構示意圖。1進氣閥，2光入射窗口，3溫度計，4保溫夾套，5視窗，6測量樣品，7點火線，8坩堝，9承力托，10光接收窗口，11排氣閥。

圖2測量裝置光學系統示意圖。圖中，12LED燈平行光管，13激光器，14鹵素燈平行光管，15分光器，16燃燒室，17光敏電阻，18帶濾光膜的硅光電池，19硅光電池。

圖3數據采集處理主要功能模塊示意圖。

具體實施方式