[發(fā)明專利]一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112051184A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 唐恩凌;陳闖;韓雅菲;郭凱;常孟周;賀麗萍
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G01N7/06
• 分類號: G01N7/06;G01N25/38
• 代理公司: 北京魚爪知識產(chǎn)權代理有限公司 11754
• 代理人: 曹治麗

1.一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

密閉容器、同步觸發(fā)裝置、超壓傳感器、瞬態(tài)光纖高溫計、紅外熱像儀、示波器以及計算終端；

所述同步觸發(fā)裝置，輸入端與所述密閉容器連接，輸出端分別與超壓傳感器、示波器以及紅外熱像儀的觸發(fā)端連接，用于獲取密閉容器內(nèi)部活性材料爆燃生成的光信號，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后進行放大，并將放大后的電信號作為觸發(fā)信號傳輸至所述超壓傳感器、示波器以及紅外熱像儀；

所述超壓傳感器，輸入端與密閉容器連接，輸出端與計算終端連接，用于獲取密閉容器內(nèi)部超壓信號，并將密閉容器內(nèi)部超壓信號輸出給所述計算終端；

所述瞬態(tài)光纖高溫計，輸入端與密閉容器連接，輸出端與所述示波器連接，用于獲取密閉容器內(nèi)部各波段的電信號，并將獲取的各波段的電信號輸出給所述示波器；

所述紅外熱像儀，朝向所述密閉容器設置，其輸出端與計算終端連接，用于采集所述密閉容器的外壁溫度信息并將信息傳輸給所述計算終端；

所述計算終端的輸入端分別連接超壓傳感器和紅外熱像儀。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于，所述同步觸發(fā)裝置包括：至少一個光纖探頭；所述光纖探頭設置在所述密閉容器內(nèi)部；

光敏二極管，所述光敏二極管的一端與光纖探頭連接，與所述光敏二極管連接的光纖探頭用于收集密閉容器內(nèi)部活性材料爆燃產(chǎn)生的光信號；

運算放大器，所述運算放大器的一端連接所述光敏二極管，另一端分別與所述示波器、所述超壓傳感器、所述紅外熱像儀連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖探頭包括：第一光纖探頭和第二光纖探頭；所述第一光纖探頭設置在所述密閉容器頂端，所述第一光纖探頭與光敏二極管連接；所述第二光纖探頭設置在所述密閉容器的腔體內(nèi)部，所述第二光纖探頭與所述瞬態(tài)光纖高溫計連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于，所述計算終端包括：第一計算終端和第二計算終端；所述第一計算終端與所述超壓傳感器連接，所述第二計算終端與所述紅外熱像儀連接。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述密閉容器的外壁開設有用于容納所述瞬態(tài)光纖高溫計的光纖探頭的通孔。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述密閉容器的外壁開設有用于容納所述超壓傳感器的超壓探頭的通孔。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述瞬態(tài)光纖高溫計包括接收400nm、500nm、600nm以及700nm的波段，各個波段對應各個輸出端的示波器。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述密閉容器底部設置有碳化硅陶瓷板。

9.一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

將待測活性材料置于密閉容器內(nèi)部并通過外部熱源加熱，至待測活性材料爆燃；

將爆燃產(chǎn)生的光信號轉(zhuǎn)換為弱電信號并放大；

放大后的電信號分別觸發(fā)超壓傳感器、示波器和紅外熱像儀；

超壓傳感器獲取密閉容器內(nèi)部超壓并輸出給計算終端；

瞬態(tài)光纖高溫計通過多個波段獲取密閉容器內(nèi)部的溫度并對應輸出至示波器；

紅外熱像儀測得密閉容器外壁溫升；

進行數(shù)據(jù)梳理計算獲得待測活性材料在烤燃條件下反應釋放的能量。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種密閉容器活性材料烤燃實驗測試方法，其特征在于：

釋放的能量公式為

E_Q＝m_gC_vg(T-T₀)+m_pC_vpT+(P-P₀)V+m_sC_vsΔT₂-m_rC_vrT₀；

mg為反應前密閉容器內(nèi)空氣的質(zhì)量，Cvg為空氣的定容比熱，T為反應后混合氣體的溫度，T0為密閉容器內(nèi)氣體的初始溫度，mp為氣體產(chǎn)物的質(zhì)量，Cvp為氣體產(chǎn)物的定容比熱，P為反應后混合氣體的壓強，P0為大氣壓強，V為容器體積，ms為密閉容器的質(zhì)量，Cvs為密閉容器的定容比熱，ΔT2為密閉容器的溫升，mr為活性材料Al/PTFE的質(zhì)量，Cvr為活性材料的定容比熱。