專利名稱：火工品藥劑火焰感度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火工品技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種火工品藥劑性能測試裝置，尤其涉及 一種對起爆藥、擊發(fā)藥、點(diǎn)火藥、煙火藥等火工品藥劑的火焰感度進(jìn)行測定的專用測試儀器
背景技術(shù)：
大多數(shù)的火工品藥劑是用點(diǎn)火的方式來激發(fā)其作用的，只有在極少數(shù)的情況下才 用爆炸等方式來引發(fā)作用，因此，為了解火工品藥劑的點(diǎn)火性能，以及為研究解決火工品藥 劑對火焰作用的可靠性與安全性，就需要了解火工品藥劑的火焰感度值。用火工品藥劑的 定量試樣，在一定的高度受火焰作用后，觀察其是否發(fā)火，計(jì)算其50%發(fā)火高度，即為該藥 劑的火焰感度值。國內(nèi)目前常用的HGY-I型火焰感度儀由立柱、點(diǎn)火裝置、托盤、試樣模及護(hù)罩等主 要部件組成，兩根立柱支撐著放置試樣的托盤和試樣模，在立柱上刻有標(biāo)尺，可以直接讀出 點(diǎn)火高度，托盤可以上下移動，以人工方式調(diào)節(jié)點(diǎn)火高度。該儀器的試驗(yàn)原理可簡述為電 熱絲裝在點(diǎn)火裝置里面，當(dāng)電熱絲通電灼熱后引燃黑藥柱，利用黑藥柱燃燒時(shí)噴出的火焰 作用于距黑藥柱一定距離的被試樣品，觀察樣品受到火焰作用后的反應(yīng)(發(fā)火與否)，統(tǒng)計(jì) 一定數(shù)量試樣的發(fā)火率或50%發(fā)火高度，作為試樣的火焰感度值。HGY-I型火焰感度儀存 在以下缺陷(1)藥劑試樣與火焰源的高度調(diào)整靈活性差，每次點(diǎn)火試驗(yàn)完后，在充滿殘余 氣體的儀器箱內(nèi)人工調(diào)整測試距離，火焰高度調(diào)整精度較差，直接影響火工品藥劑的火焰 感度測試精度；(2)該儀器存在觀察盲點(diǎn)，無法進(jìn)行低感度藥劑的火焰感度測試；(3)采用 自耦變壓器點(diǎn)燃黑火藥柱，操作調(diào)試過程中易造成過壓使電阻絲熔斷損壞儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種操作方便、測 試精度高、適用范圍廣的火工品藥劑火焰感度測試儀。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的火焰感度測試儀包括含有藥柱模和模座的點(diǎn) 火裝置及電源、兩根立柱、試樣模、工作臺、護(hù)罩、頂蓋、底座、含有滾珠絲杠副和步進(jìn)電機(jī)的 高度調(diào)整裝置、兩個(gè)滾珠導(dǎo)套、零位傳感器、磁性感應(yīng)塊、限位傳感器和控制儀，所述兩根立 柱的兩端分別固定在所述頂蓋和所述底座上且位置對稱于頂蓋和底座之間的軸心線，所述 護(hù)罩安裝在頂蓋與底座之間；所述步進(jìn)電機(jī)和點(diǎn)火裝置均安裝在頂蓋上，所述藥柱模通過 所述模座安裝在頂蓋的中心孔處；所述工作臺通過所述兩個(gè)滾珠導(dǎo)套安裝在所述的兩根立 柱上并可沿兩根立柱滑動，所述試樣模固定在工作臺的臺面上并與所述的藥柱模正對，所 述磁性感應(yīng)塊則固定在工作臺的一個(gè)側(cè)面；所述滾珠絲杠副中的螺母與工作臺固連，滾珠 絲杠副中的絲杠一端通過軸承與所述底座固連，另一端和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固連；所述零位 傳感器和限位傳感器分別安裝在頂蓋和底座上，磁性感應(yīng)塊、零位傳感器和限位傳感器三 者位于一條直線上，當(dāng)零位傳感器與磁性感應(yīng)塊接觸時(shí)向所述控制儀輸出零位到信號，當(dāng) 限位傳感器與磁性感應(yīng)塊接觸時(shí)向控制儀輸出限位到信號；所述控制儀包括顯示屏和裝有測試控制軟件包的可編程控制器，測試控制軟件含有頁面模塊和距離控制模塊，所述頁面 模塊的功能是在所述顯示屏上顯示一組功能按鈕和含有“測試點(diǎn)設(shè)置”、“上移設(shè)置”和“下 移設(shè)置”項(xiàng)的參數(shù)設(shè)置欄，所述距離控制模塊的功能是接收到“回機(jī)械零點(diǎn)按鈕”命令，向 所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)送反向驅(qū)動指令；接收到所述零位到信號或所述限位到信號，向所述步進(jìn) 電機(jī)發(fā)送停止轉(zhuǎn)動指令；接收到“測試點(diǎn)按鈕”命令，計(jì)算“測試點(diǎn)設(shè)置”欄中距離參數(shù)所對 應(yīng)的電機(jī)步長數(shù)并向所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)送以該步長數(shù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令；接收到“上移”或“下移” 按鈕命令，計(jì)算“上移設(shè)置”或“下移設(shè)置”欄中距離參數(shù)所對應(yīng)的電機(jī)步長數(shù)并向所述步 進(jìn)電機(jī)發(fā)送以該步長數(shù)反向或正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令。本發(fā)明還包括一個(gè)鎖緊旋鈕，鎖緊旋鈕安裝在其中一個(gè)所述立柱上，且緊貼對應(yīng) 滾珠導(dǎo)套的下端面，當(dāng)鎖緊旋鈕旋緊時(shí)，所述工作臺不能沿該立柱向下運(yùn)動。在本發(fā)明中，所述點(diǎn)火裝置的電源采用可控硅點(diǎn)火電源。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(一 )本發(fā)明在現(xiàn)有感度儀的基礎(chǔ)上，通過增加控制儀和由滾珠絲杠副和步進(jìn)電 機(jī)組成的高度調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)了放置藥劑試樣的工作臺至火焰源高度的智能化控制，即操 作人員通過在控制儀的顯示界面上輸入各種距離參數(shù)，高度調(diào)整裝置在測試軟件的控制 下，其步進(jìn)電機(jī)帶動工作臺移動相應(yīng)的距離而到達(dá)測試位置。由此，提高了點(diǎn)火高度的調(diào)整 精度，同時(shí)也提高了火工品藥劑火焰感度測試精度。( 二)在控制儀軟件的控制下，工作臺能夠準(zhǔn)確地移動到零位，因此，本發(fā)明能夠 實(shí)現(xiàn)零距離的點(diǎn)火距離，消除了現(xiàn)有技術(shù)中的測試盲點(diǎn)，從而可以對感度低的藥劑進(jìn)行火 焰測試。(三)本發(fā)明采用可控硅直流電源點(diǎn)燃火焰源的點(diǎn)火方式，避免了采用自耦變壓 器點(diǎn)火方式在調(diào)試過程中電阻絲易熔斷而損壞儀器的現(xiàn)象，保證了點(diǎn)火的可靠性。


圖1是本發(fā)明火焰感度儀的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2是圖1中所示工作臺的連接關(guān)系示意圖。圖3是圖1中所示點(diǎn)火裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖4是控制儀在測試一發(fā)火工品藥劑試樣時(shí)的距離控制流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。如圖1所示，本發(fā)明火焰感度儀的優(yōu)選實(shí)施例包括含有滾珠絲杠副1、步進(jìn)電機(jī)3 的高度調(diào)整裝置、兩個(gè)滾珠導(dǎo)套2、點(diǎn)火裝置4及其可控硅點(diǎn)火電源、零位傳感器5、兩根立 柱6、試樣模7、工作臺8、磁性感應(yīng)塊9、鎖緊旋鈕10、護(hù)罩11、設(shè)有中心孔的頂蓋12、限位傳 感器13、底座14和控制儀23。兩個(gè)滾珠導(dǎo)套2對應(yīng)套在兩根立柱6上。兩根立柱6的兩端分別固定在頂蓋12和 底座14上且位置對稱于頂蓋12和底座14之間的軸心線。步進(jìn)電機(jī)3安裝在頂蓋12上。 工作臺8上設(shè)有兩個(gè)位置對稱的安裝孔、中心定位孔和過孔(參見圖2)，兩個(gè)滾珠導(dǎo)套2對 應(yīng)位于工作臺8上的兩個(gè)安裝孔中且通過滾珠導(dǎo)套2上的法蘭定位和固連；試樣模7放置在工作臺8上并通過中心定位孔定位，試樣模7上放置待測火工品藥劑試樣。滾珠絲杠副1 中的螺母位于工作臺8上的過孔中且兩者固連，滾珠絲杠副1中的絲杠一端通過軸承與底 座14固連，另一端和步進(jìn)電機(jī)13的轉(zhuǎn)軸固連。鎖緊旋鈕10安裝在其中一個(gè)立柱6上，且 緊貼該立柱上的滾珠導(dǎo)套2的下端面，當(dāng)鎖緊旋鈕10旋緊時(shí)，滾珠導(dǎo)套2不能沿立柱6向 下運(yùn)動，由此可以防止在運(yùn)輸和非工作狀態(tài)時(shí)工作臺8在重力作用下向下移動，從而避免 滾珠絲杠副1受力變形。磁性感應(yīng)塊9裝在工作臺8的一個(gè)側(cè)面上，零位傳感器5和限位 傳感器13均選用霍爾開關(guān)且分別安裝在頂蓋12和底座14上，磁性感應(yīng)塊9、零位傳感器5 和限位傳感器13三者位于一條直線上，當(dāng)磁性感應(yīng)塊9隨工作臺8向上移動到與零位傳感 器5接觸時(shí)，零位傳感器5向控制儀23輸出零位到信號，當(dāng)磁性感應(yīng)塊9隨工作臺8向下 移動到與限位傳感器13接觸時(shí)，限位傳感器13向控制儀23輸出限位到信號。立柱6、工作 臺8、頂蓋12和底座14的材料均為45#鋼。為了減少燃燒氣體外溢，保證試驗(yàn)安全，本發(fā) 明的火焰感度測試儀在頂蓋12與底座14之間安裝了用有機(jī)玻璃制作的護(hù)罩11，通過護(hù)罩 11可以觀察試樣的燃燒情況，底座14的中心開有通風(fēng)孔14-1，此孔可與抽風(fēng)裝置相連，以 便排出護(hù)罩11內(nèi)由試樣燃燒產(chǎn)生的廢氣。根據(jù)圖3所示，固定在頂蓋12上的點(diǎn)火裝置4包括模座15、藥柱模16、電阻絲17、 兩根接線套18、連接套19、絕緣瓷座20、頂帽21和罩筒22。模座15為帶有中心階梯孔的 膠木圓柱體，其上端還帶有一圈定位突沿。藥柱模16為采用碳素工具鋼TlOA制作的帶有 中心階梯孔的圓柱體。接線套18采用導(dǎo)電性較好的黃銅制作的T形中空圓柱體且下部帶 有外螺紋。罩筒22為45#鋼材料制作。頂帽21是由膠木制作的U形體且敞口端帶有內(nèi)螺 紋。連接套19為膠木制作的圓柱體，其上設(shè)有兩端面導(dǎo)通的兩個(gè)過孔且外壁中部設(shè)有環(huán)形 法蘭，環(huán)形法蘭一側(cè)的圓柱上帶有外螺紋。兩根接線套18分別插入到連接套19上的兩個(gè) 過孔中并通過緊固螺母使兩者固連，其中，接線套18的環(huán)形面定位在連接套19螺紋一側(cè)的 端面上。電阻絲17由Φ Imm的鎳鉻絲繞制成螺旋狀，其兩個(gè)接線端頭分別由兩根接線套18 中空的底端進(jìn)上端出后接在絕緣瓷座20的兩個(gè)輸出接線端子上，絕緣瓷座20的兩個(gè)輸入 接線端子將與可控硅點(diǎn)火電源的兩根引線相連。頂帽21的敞口端與連接套19的螺紋端連 接，罩筒22 —端則套在連接套19另一端圓柱體上且與環(huán)形法蘭固連，由此構(gòu)成了一個(gè)接電 組件。模座15位于頂蓋12的中心孔中，其上端定位突沿與頂蓋12的上端面接觸。藥柱模 16定位在模座15中的階梯大孔中，接電組件中的罩筒22的底端與模座15的上端面接觸， 電阻絲17的螺旋部分位于藥柱模16的上端面上。控制儀23包括顯示屏和裝有測試控制軟件包的可編程控制器。測試控制軟件含 有頁面模塊、距離控制模塊。頁面模塊可在顯示屏上顯示功能按鈕組和參數(shù)設(shè)置欄，其中 功能按鈕用于操作人員下達(dá)相關(guān)命令并包括“回機(jī)械零點(diǎn)”、“測試點(diǎn)”、“上移”和“下移”按 鈕；參數(shù)設(shè)置欄包括“測試點(diǎn)設(shè)置”、“上移設(shè)置”和“下移設(shè)置”，其中，“測試點(diǎn)設(shè)置”欄用于 設(shè)置待測火工品藥劑試樣首次測試相距機(jī)械零點(diǎn)的距離，“上移設(shè)置”用于設(shè)置待測火工品 藥劑試樣相距前次測試位置的上移距離，“下移設(shè)置”用于設(shè)置待測火工品藥劑試樣相距前 次測試位置的下移距離。距離控制模塊的功能是，接收到“回機(jī)械零點(diǎn)”按鈕命令向步進(jìn)電 機(jī)3發(fā)送反向驅(qū)動指令；接收到零位到信號或限位到信號向步進(jìn)電機(jī)3發(fā)送停止運(yùn)轉(zhuǎn)指令； 接收到“測試點(diǎn)”按鈕命令，計(jì)算“測試點(diǎn)設(shè)置”欄中距離參數(shù)所對應(yīng)的電機(jī)步長數(shù)并向步 進(jìn)電機(jī)3發(fā)送以該步長數(shù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令；接收到“上移”或“下移”按鈕命令，計(jì)算“上移設(shè)置”或“下移設(shè)置”欄中距離參數(shù)所對應(yīng)的電機(jī)步長數(shù)并向步進(jìn)電機(jī)3發(fā)送以該步長數(shù)反向 或正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令。測試控制軟件包的具體工作流程見圖4。
本發(fā)明的使用方法及其作用過程如下。第一步，給控制儀23和電機(jī)3加電并松開鎖緊旋鈕10。第二步，點(diǎn)擊控制儀23顯示屏上的“回機(jī)械零點(diǎn)”按鈕，步進(jìn)電機(jī)3通過滾珠絲杠 副1帶動工作臺8向上移動，當(dāng)磁感應(yīng)塊9與零位傳感器5接觸時(shí)，電機(jī)3停止運(yùn)轉(zhuǎn)。第三步，在顯示屏的“測試點(diǎn)設(shè)置”欄中輸入測試點(diǎn)位置數(shù)據(jù)并點(diǎn)擊“測試點(diǎn)，，按 鈕，步進(jìn)電機(jī)3通過滾珠絲杠副1帶動工作臺8向下移動并到達(dá)測試點(diǎn)位置，將準(zhǔn)備好的待 測火工藥劑試樣放入試樣模7內(nèi)，關(guān)好護(hù)罩11，在點(diǎn)火裝置4的藥柱模16內(nèi)裝一發(fā)黑火藥 柱或?qū)Щ鹚?，調(diào)整電阻絲17高度以接近黑火藥柱或?qū)Щ鹚?。第四步，打開可控硅點(diǎn)火電源開關(guān)給電阻絲17通電，電阻絲17的螺旋部分灼熱后 點(diǎn)燃黑火藥柱或?qū)Щ鹚?，黑火藥柱或?qū)Щ鹚鳟a(chǎn)生感度測試用火焰，隨即關(guān)閉可控硅點(diǎn)火電 源。第五步，如果火焰未點(diǎn)燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結(jié)果為“未發(fā)火”，之后 清理藥柱模16。第六步，在顯示屏的“上移設(shè)置”或“上移設(shè)置”欄中輸入相對于前次測試的調(diào)整 位置數(shù)據(jù)并點(diǎn)擊“上移”或“下移”按鈕，步進(jìn)電機(jī)3通過滾珠絲杠副1帶動工作臺8向上 或向下移動并到達(dá)調(diào)整位置；在點(diǎn)火裝置4的藥柱模16內(nèi)裝一發(fā)黑火藥柱或?qū)Щ鹚?，調(diào)整 電阻絲17高度以接近黑火藥柱或?qū)Щ鹚鳌５谄卟?，打開可控硅點(diǎn)火電源開關(guān)給電阻絲17通電，電阻絲17的螺旋部分灼熱后 點(diǎn)燃黑火藥柱或?qū)Щ鹚?，黑火藥柱或?qū)Щ鹚鳟a(chǎn)生感度測試用火焰，隨即關(guān)閉可控硅點(diǎn)火電 源。第八步，如果仍未火焰點(diǎn)燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結(jié)果為“未發(fā)火”，清 理藥柱模16之后，重復(fù)第六至第八步，直到火焰點(diǎn)燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結(jié) 果為“發(fā)火”，至此，完成了一發(fā)待測火工藥劑試樣的測試。之后，清理試樣模7和藥柱模16， 并返回第一步進(jìn)行下一發(fā)待測火工藥劑試樣的測試。在所有準(zhǔn)備的待測火工藥劑試樣測試 結(jié)束后緊鎖緊旋紐10。
權(quán)利要求
1.一種火工品藥劑火焰感度測試儀，包括含有藥柱模[16]和模座[15]的點(diǎn)火裝置 [4]及電源、兩根立柱[6]、兩個(gè)滾珠導(dǎo)套[2]、試樣模[7]、工作臺[8]、護(hù)罩[11]、頂蓋 [12]、底座[14]，所述兩根立柱[6]的兩端分別固定在所述頂蓋[12]和所述底座[14]上 且位置對稱于頂蓋[12]和底座[14]之間的軸心線，所述護(hù)罩[11]安裝在頂蓋[12]與底 座[14]之間；其特征在于還包括含有滾珠絲杠副[1]和步進(jìn)電機(jī)[3]的高度調(diào)整裝置、 零位傳感器[5]、磁性感應(yīng)塊[9]、限位傳感器[13]和控制儀[23]，所述步進(jìn)電機(jī)[3]和點(diǎn) 火裝置[4]均安裝在頂蓋[12]上，所述藥柱模通過所述模座[15]安裝在頂蓋的中心孔處； 所述工作臺[8]通過所述兩個(gè)滾珠導(dǎo)套[2]安裝在所述的兩根立柱[6]上并可沿兩根立 柱[6]滑動，所述試樣模[7]固定在工作臺[8]的臺面上并與所述的藥柱模[16]正對，所 述磁性感應(yīng)塊[9]則固定在工作臺[8]的一個(gè)側(cè)面；所述滾珠絲杠副[1]中的螺母與工作 臺[8]固連，滾珠絲杠副[1]中的絲杠一端通過軸承與所述底座[14]固連，另一端和步進(jìn) 電機(jī)[13]的轉(zhuǎn)軸固連；所述零位傳感器[5]和限位傳感器[13]分別安裝在頂蓋[12]和底 座[14]上，磁性感應(yīng)塊[9]、零位傳感器[5]和限位傳感器[13]三者位于一條直線上，當(dāng) 零位傳感器[5]與磁性感應(yīng)塊[9]接觸時(shí)向所述控制儀[23]輸出零位到信號，當(dāng)限位傳感 器[13]與磁性感應(yīng)塊[9]接觸時(shí)向控制儀[23]輸出限位到信號；所述控制儀[23]包括 顯示屏和裝有測試控制軟件包的可編程控制器，測試控制軟件含有頁面模塊和距離控制模 塊，所述頁面模塊的功能是在所述顯示屏上顯示一組功能按鈕和含有“測試點(diǎn)設(shè)置”、“上移 設(shè)置”和“下移設(shè)置”項(xiàng)的參數(shù)設(shè)置欄，所述距離控制模塊的功能是接收到“回機(jī)械零點(diǎn)按 鈕”命令，向所述步進(jìn)電機(jī)[3]發(fā)送反向驅(qū)動指令；接收到所述零位到信號或所述限位到信 號，向所述步進(jìn)電機(jī)[3]發(fā)送停止轉(zhuǎn)動指令；接收到“測試點(diǎn)按鈕”命令，計(jì)算“測試點(diǎn)設(shè)置” 欄中距離參數(shù)所對應(yīng)的電機(jī)步長數(shù)并向所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)送以該步長數(shù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令；接收 到“上移”或“下移”按鈕命令，計(jì)算“上移設(shè)置”或“下移設(shè)置”欄中距離參數(shù)所對應(yīng)的電機(jī) 步長數(shù)并向所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)送以該步長數(shù)反向或正向運(yùn)轉(zhuǎn)指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火工品藥劑火焰感度測試儀，其特征在于還包括一個(gè)鎖緊 旋鈕[10]，鎖緊旋鈕[10]安裝在其中一個(gè)所述立柱[6]上且緊貼對應(yīng)滾珠導(dǎo)套[2]的下端 面，當(dāng)鎖緊旋鈕[10]旋緊時(shí)，所述工作臺[8]不能沿該立柱[6]向下運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火工品藥劑火焰感度測試儀，其特征在于所述點(diǎn)火裝 置[4]的電源采用可控硅點(diǎn)火電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火工品藥劑火焰感度測試儀，屬于火工品藥劑性能測試領(lǐng)域。該裝置在原有HGY-1型火焰感度儀的基礎(chǔ)上，增加了含有滾珠絲杠副和步進(jìn)電機(jī)的高度調(diào)整裝置、控制儀、磁感應(yīng)塊、零位傳感器和限位傳感器，滾珠絲杠副與放置待測火工品藥劑試樣的工作臺以及步進(jìn)電機(jī)固連，在磁感應(yīng)塊、零位傳感器和限位傳感器的配合下，控制儀能夠向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出多種驅(qū)動指令并使步進(jìn)電機(jī)按指令給出的步長轉(zhuǎn)動，從而帶動工作臺到達(dá)設(shè)定的試驗(yàn)位置。本發(fā)明解決了火工藥劑感度試驗(yàn)中藥劑試樣高度的自動控制問題，不僅提高了點(diǎn)火高度的調(diào)整精度和測試精度；還實(shí)現(xiàn)了零距離的點(diǎn)火距離，可以對火焰感度低的藥劑進(jìn)行火焰感度測試；同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、點(diǎn)火可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N25/50GK102004120SQ20101027609
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者華齊慶, 張建浩, 李凱, 杜云峰, 柳繼昌, 洪智敏, 鄭挺軍, 陳敏慧 申請人:中國兵器工業(yè)第二一三研究所