[發明專利]一種帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備

在審

• 申請號: 201810587635.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108593837A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張和平;曹承陽;陸松;張丹
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N21/84
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：該設備包括：高壓氣瓶組、減壓閥、電子流量計、點火器、帶觀察窗高壓燃燒室、緩沖罐、背壓閥、高速攝像機、濾光片、數顯面板、數據采集模塊與計算機；高壓氣瓶組內存儲的惰性氣體經過氣體輸送管路上的減壓閥及電子流量計后充入帶觀察窗高壓燃燒室內，燃燒室上部連接有緩沖罐與背壓閥，當帶觀察窗高壓燃燒室壓力超出背壓閥設定值時多余氣體經此端氣體輸送管路排出，燃燒室中部裝有點火器和傳感器，帶觀察窗高壓燃燒室的觀察窗外部放置有裝配了濾光片的高速攝像機，高速攝像機采集到的數據經數據采集模塊收集后傳輸到計算機中進行處理，得到所測固體推進劑試樣的高壓燃燒特性參數；

所述高壓氣瓶組用于存儲并驅動吹掃氣；

所述減壓閥用于調整并控制吹掃氣壓力；

所述電子流量計用于調整并控制吹掃氣流量；

所述點火器用于點燃固體推進劑藥柱；

所述帶觀察窗高壓燃燒室用于觀察固體推進劑藥柱定壓燃燒下燃燒波結構變化；

所述緩沖罐用于減小壓力波動，加速煙氣隨吹掃氣流出；

所述背壓閥用于穩定燃燒室內壓力，確保壓力維持在設定值；

所述高速攝像機用于拍攝并記錄固體推進劑藥柱燃燒時燃燒火焰形態特征變化；

所述濾光片用于濾去高速攝像機拍攝時指定波段光線，確保拍攝結果清晰度；

所述數顯面板用于直觀顯示燃燒時內溫度及壓力值；

所述數據采集模塊用于采集并記錄各探測點處溫度、壓力數值的變化；

所述計算機用于數據分析與回顯。

2.如權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述的帶觀察窗高壓燃燒室包括殼體、觀察窗、溫度傳感器、壓力傳感器；

所述殼體用于形成一個壓力恒定的腔室，進行定壓燃燒試驗；

所述觀察窗用于高速攝像機拍攝并記錄燃燒火焰形態特征變化；

所述溫度傳感器用于測量固體推進劑燃燒時火焰區內溫度；

所述壓力傳感器用于測量固體推進劑燃燒時燃燒室的壓力變化。

3.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備的燃燒速度測量方法基于圖形二值化處理得到，用作數據處理的圖像由帶濾光片的高速攝像機，透過透明觀察窗，拍攝固體推進劑藥柱從點燃到燃盡過程中燃燒表面的蔓延過程得到。

4.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備可以同步測量固體推進劑燃燒速度與燃燒火焰形態結構變化。

5.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備測溫熱電偶上連接有緊固彈簧，可持續貼在固體推進劑燃燒表面測量。

6.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備燃燒室底部設置有多個吹掃氣進樣口，數量不小于4個，沿藥柱中心對稱分布。

7.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備燃燒室頂部連接有集煙罩，起到煙氣歸集與加速流出的作用。

8.根據權利要求1所述的帶觀察窗的固體推進劑高壓燃燒特性參數測量設備，其特征在于：所述設備燃燒室頂部放置有不銹鋼過濾絲網，用以濾去煙氣中的固體顆粒物。