[發明專利]一種推進劑燃燒煙霧濃度測試裝置

在審

• 申請號: 201711248620.7
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107991101A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 王長健;儀建華;許毅;趙鳳起;孫美;軒春雷;孫志華;秦釗;梁勇
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01N21/17
• 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

本發明涉及一種推進劑燃燒煙霧濃度測試裝置，具體涉及推進劑小藥量測試樣品的燃燒煙霧濃度測試裝置。

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的大量煙霧，會直接影響導彈的制導和隱身性能。固體推進劑煙霧濃度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，建立推進劑煙霧濃度的測量和評價方法是推進劑配方研究以及武器型號指標要求中的一項重要內容。

在推進劑的發動機羽流煙霧測試領域中，有國家軍用標準GJB 770B-2005中的801.1“固體推進劑排氣羽煙紅外透過率測試煙霧通道法”，專利201610164586.4也公開了一種槍口煙霧濃度測試裝置及方法，它利用槍口煙箱對發射藥的膛口煙霧進行收集，并利用光電傳感器對煙霧濃度進行測試。這兩者都是利用煙霧收集箱/煙霧通道對發射藥/推進劑裝藥燃燒產生的煙霧進行一定程度的收集。在這些方法中，首先對測試樣品-推進劑/發射藥的裝藥形式有嚴格要求，并且需要樣品量較大。另一方面，煙霧收集箱/煙霧通道都只能在一定程度上收集煙霧，身管武器/發動機在工作時的高溫高壓流場，使得煙霧收集箱具備泄壓閥，煙霧通道距離測試發動機一定距離，推進劑/發射藥燃燒產生的部分煙霧沒有被收集、檢測到。專利201610164586.4中，煙霧對于密閉燃燒室(或煙霧收集箱)是一種相對靜止狀態，而在“固體推進劑排氣羽煙紅外透過率測試煙霧通道法”中，煙霧對于煙霧通道是一種相對運動的狀態。但這兩種方法對測試樣品的裝藥形式要求較嚴格、測試樣品藥量更大，測試結果受包覆層、發動機/身管武器/測試環境等等環境影響因素更大，不適應于推進劑以及發射藥的配方研究階段。

對于小藥量的推進劑測試樣品，目前行業多采用較成熟的基于密閉燃燒室的固體推進劑煙霧光學透過率縱向多光路多波段測量裝置(專利201410422746.1)進行相關測試。該裝置具備所需測試樣品量少，測試方法簡單，測試結果穩定性及準確性好等優點，但結構設計導致其在加工以及維護上存在一些不足。現有密閉燃燒室上安裝有3對光學玻璃。這種結構一方面導致密閉燃燒室的加工難度較大，特別是在對密閉燃燒室耐壓強度增大時，對燃燒室的開孔設計以及光學玻璃的機械性能提出苛刻的要求，光學玻璃是其安全的薄弱環節。密閉燃燒室工作時，內部需要充高壓氮氣，一旦光學玻璃碎裂，會對裝置本身以及測試實驗室的財產及生命安全造成巨大的損失。另一方面，密閉燃燒室中的光學玻璃清潔維護的難度較大。在測試裝置使用若干次之后，密閉燃燒室上的光學玻璃內側會被推進劑燃燒煙霧殘留污染，會導致裝置整體的響應性能變差，必須清潔光學玻璃內側。拆卸光學玻璃清潔，不僅費事費力，而且也容易對密閉燃燒室的整體氣密性造成影響。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足和缺陷，本發明提供一種推進劑燃燒煙霧濃度測試裝置。

本發明提供的推進劑燃燒煙霧濃度測試裝置，由密閉燃燒室、壓力調節模塊、測試腔、光源、光強檢測傳感器、點火電源、高壓氣源及數據采集處理模塊組成。

密閉燃燒室的功能是為測試樣品提供具備一定初始壓力的燃燒環境；模塊壓力調節模塊為控制高壓氣源為密閉燃燒室提供初始壓力，并控制密閉燃燒室與測試腔的通斷；光源和光強檢測傳感器分別位于測試腔的探測窗兩側；點火電源為密閉燃燒室內的測試樣品提供點火電流；數據采集模塊負責采集壓力調節單元的壓力傳感器信號以及光強檢測傳感器的輸出信號以及后期的數據處理。

所述密閉燃燒室由殼體、堵頭、堵蓋組成。殼體為圓柱筒，兩端通過螺紋分別用堵頭、堵蓋連接并用橡膠圈密封。堵頭上的測壓孔、進氣孔、排氣孔。堵蓋上有2個接線柱通過電源線連接至點火電源，所述點火電源為直流電流源。

所述壓力調節模塊由進氣閥、排氣閥、壓力傳感器組成；進氣閥一端連接高壓氣源，另一端連接至堵頭的進氣孔上；壓力傳感器安裝至堵頭的測壓孔上，其信號輸出端連接至數據采集處理模塊；排氣閥一端連接堵頭的排氣孔相連，另一端連接至測試腔。為提高充壓過程的精度和自動化程度，進氣閥可選用帶PID調節功能的氣動閥。裝置在排放煙氣過程中，煙氣中通常含有腐蝕性氣體，因此排氣閥通常選用耐腐蝕性較好的電磁閥。

為了減少測試時，煙氣通過管路時在管路拐彎處發生的渦流以及煙霧粘壁以及沉降現象，所有與排氣閥直接連接的管路均為直管。