[發明專利]一種探空氣球低溫爆破測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201911191645.7
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110823894B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 潘顯智;諶志鵬;張雅妮;文思正;張望
• 申請（專利權）人: 中國化工株洲橡膠研究設計院有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 文立興

本發明公開了一種探空氣球低溫爆破測試裝置，包括控制中心以及與控制中心連接的用于容納被測氣球的測試箱、用于對測試箱制冷的制冷設備、用于對被測氣球充氣的氣源以及用于測量被測氣球直徑的測量設備，制冷設備與測試箱的內腔連接，氣源與測試箱內的被測氣球連接，測試箱的兩側設置有窗口，測量設備安裝在窗口的一側以測量測試箱內被測氣球的直徑。本發明可以對探空氣球升空過程中的環境溫度進行完全模擬爆破，測試探空氣球在高空低溫環境下的爆破性能。

技術領域

本發明屬于探空技術領域，具體為一種探空氣球低溫爆破測試裝置及測試方法。

背景技術

探空氣球是攜帶探空儀器進行空中氣象要素(溫度、濕度、風向、風力、氣壓等)探測的一種最便捷、經濟的運載工具，在上升過程中對臨近空間溫度、氣壓、風場等進行原位探測，廣泛應用于常規高空氣象業務探測。探空氣球在上升過程中，隨著高度的升高，大氣溫度迅速降低，在18000米左右達到最低值，可以達到零下近80℃。之后氣溫有所回升，但仍會維持在-65℃～-40℃的低溫區間內，直到氣球爆炸，探空截止。

常規探空氣球的探空高度(爆炸高度)越高越好，但隨著技術的發展，某些新型氣球的出現，對氣球爆炸高度控制技術提出了更高的要求。例如套球模式的平漂氣球，由內球和外球組成，其工作原理為：外球上升到預定高度區間爆炸，內球攜帶探空儀保持豎直方向的平衡漂移。這要求對氣球的爆炸高度有較為精準的控制。

氣球的低溫爆破性能，是影響氣球爆炸高度的一個重要因素。此外，低溫爆破性能可用于表征氣球的低溫性能，作為氣球配方工藝改進的重要依據。但目前尚未有方法和裝置能測試探空氣球的低溫爆破性能。專利CN101526455B提到的一種探空氣球爆破測試方法及測試系統，將被測探空氣球懸掛在試驗室頂部，通過管線向氣球內輸入一定壓力的壓縮空氣，在輸送壓縮空氣的管線內設置氣體流量計采集流入氣球內的氣體流量，經處理后轉換為體積參數顯示。它可以測試氣球在常溫下的爆破性能，能在一定程度上體現氣球性能的好壞。但是氣球在實際施放過程中，其爆炸時均位于高空，環境溫度多在-40℃以下，采用氣球的常溫爆破性能計算或者標定氣球的極限升空高度，勢必存在較大的誤差。

發明內容

本發明目的在于提供一種探空氣球低溫爆破測試裝置及測試方法，從而解決上述問題。

為實現上述目的，本發明首先公開了一種探空氣球低溫爆破測試裝置，包括控制中心以及與所述控制中心連接的用于容納被測氣球的測試箱、用于對所述測試箱制冷的制冷設備、用于對被測氣球充氣的氣源以及用于測量被測氣球直徑的測量設備，所述制冷設備與所述測試箱的內腔連接，所述氣源與所述測試箱內的被測氣球連接，所述測試箱的兩側設置有窗口，所述測量設備安裝在所述窗口的一側以測量所述測試箱內被測氣球的直徑。

進一步的，所述測量設備包括可發射激光線透過所述窗口的激光位移傳感器，所述激光位移傳感器以可相對所述窗口同步上下往復運動的方式相對安裝在所述測試箱上，所述激光線與被測氣球的豎直中心線共面。

進一步的，所述測量設備還包括電機、導軌、滑臺及支架，所述支架安裝在所述測試箱的上下側，所述導軌的兩端與所述支架樞接且通過所述電機驅動旋轉，所述滑臺與所述導軌螺旋套接，所述激光位移傳感器安裝在所述滑臺上。

進一步的，所述測試箱上設置有吊裝口，所述吊裝口上設置有一可密封所述吊裝口的扣蓋，所述扣蓋上設置有一連通內腔內外的充氣桿，所述充氣桿以上下可調的方式安裝，該充氣桿的上端通過一電磁閥連接至所述氣源，下端與所述被測氣球連接，所述電磁閥與所述控制中心連接。

進一步的，所述氣源輸入到所述被測氣球內為氮氣和氬氣的混合干燥氣體，所述氮氣和氬氣的比例是5：1。

進一步的，所述控制中心為計算機，所述測試箱內設置有可與所述計算機連接的溫度傳感器。