專利名稱：火工品藥劑火焰感度測試儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于火工品技術領域，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、擊發藥、點火藥、煙火藥等火工品藥劑的火焰感度進行測定的專用測試儀器
背景技術：
大多數的火工品藥劑是用點火的方式來激發其作用的，只有在極少數的情況下才 用爆炸等方式來引發作用，因此，為了解火工品藥劑的點火性能，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，觀察其是否發火，計算其50%發火高度，即為該藥 劑的火焰感度值。國內目前常用的HGY-I型火焰感度儀由立柱、點火裝置、托盤、試樣模及護罩等主 要部件組成，兩根立柱支撐著放置試樣的托盤和試樣模，在立柱上刻有標尺，可以直接讀出 點火高度，托盤可以上下移動，以人工方式調節點火高度。該儀器的試驗原理可簡述為電 熱絲裝在點火裝置里面，當電熱絲通電灼熱后引燃黑藥柱，利用黑藥柱燃燒時噴出的火焰 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(發火與否)，統計 一定數量試樣的發火率或50%發火高度，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整靈活性差，每次點火試驗完后，在充滿殘余 氣體的儀器箱內人工調整測試距離，火焰高度調整精度較差，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，無法進行低感度藥劑的火焰感度測試；(3)采用 自耦變壓器點燃黑火藥柱，操作調試過程中易造成過壓使電阻絲熔斷損壞儀器。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，針對現有技術中存在的不足，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。為解決上述技術問題，本發明提供的火焰感度測試儀包括含有藥柱模和模座的點 火裝置及電源、兩根立柱、試樣模、工作臺、護罩、頂蓋、底座、含有滾珠絲杠副和步進電機的 高度調整裝置、兩個滾珠導套、零位傳感器、磁性感應塊、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 護罩安裝在頂蓋與底座之間；所述步進電機和點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滾珠導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 述磁性感應塊則固定在工作臺的一個側面；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，另一端和步進電機的轉軸固連；所述零位 傳感器和限位傳感器分別安裝在頂蓋和底座上，磁性感應塊、零位傳感器和限位傳感器三 者位于一條直線上，當零位傳感器與磁性感應塊接觸時向所述控制儀輸出零位到信號，當 限位傳感器與磁性感應塊接觸時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“測試點設置”、“上移設置”和“下 移設置”項的參數設置欄，所述距離控制模塊的功能是接收到“回機械零點按鈕”命令，向 所述步進電機發送反向驅動指令；接收到所述零位到信號或所述限位到信號，向所述步進 電機發送停止轉動指令；接收到“測試點按鈕”命令，計算“測試點設置”欄中距離參數所對 應的電機步長數并向所述步進電機發送以該步長數正向運轉指令；接收到“上移”或“下移” 按鈕命令，計算“上移設置”或“下移設置”欄中距離參數所對應的電機步長數并向所述步 進電機發送以該步長數反向或正向運轉指令。本發明還包括一個鎖緊旋鈕，鎖緊旋鈕安裝在其中一個所述立柱上，且緊貼對應 滾珠導套的下端面，當鎖緊旋鈕旋緊時，所述工作臺不能沿該立柱向下運動。在本發明中，所述點火裝置的電源采用可控硅點火電源。本發明的有益效果體現在以下幾個方面。(一 )本發明在現有感度儀的基礎上，通過增加控制儀和由滾珠絲杠副和步進電 機組成的高度調整裝置，實現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，高度調整裝置在測試軟件的控制 下，其步進電機帶動工作臺移動相應的距離而到達測試位置。由此，提高了點火高度的調整 精度，同時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，工作臺能夠準確地移動到零位，因此，本發明能夠 實現零距離的點火距離，消除了現有技術中的測試盲點，從而可以對感度低的藥劑進行火 焰測試。(三)本發明采用可控硅直流電源點燃火焰源的點火方式，避免了采用自耦變壓 器點火方式在調試過程中電阻絲易熔斷而損壞儀器的現象，保證了點火的可靠性。
圖1是本發明火焰感度儀的結構組成示意圖。圖2是圖1中所示工作臺的連接關系示意圖。圖3是圖1中所示點火裝置的結構組成示意圖。圖4是控制儀在測試一發火工品藥劑試樣時的距離控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及優選實施例對本發明作進一步的詳述。如圖1所示，本發明火焰感度儀的優選實施例包括含有滾珠絲杠副1、步進電機3 的高度調整裝置、兩個滾珠導套2、點火裝置4及其可控硅點火電源、零位傳感器5、兩根立 柱6、試樣模7、工作臺8、磁性感應塊9、鎖緊旋鈕10、護罩11、設有中心孔的頂蓋12、限位傳 感器13、底座14和控制儀23。兩個滾珠導套2對應套在兩根立柱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。步進電機3安裝在頂蓋12上。 工作臺8上設有兩個位置對稱的安裝孔、中心定位孔和過孔(參見圖2)，兩個滾珠導套2對 應位于工作臺8上的兩個安裝孔中且通過滾珠導套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，另一端和步進電機13的轉軸固連。鎖緊旋鈕10安裝在其中一個立柱6上，且 緊貼該立柱上的滾珠導套2的下端面，當鎖緊旋鈕10旋緊時，滾珠導套2不能沿立柱6向 下運動，由此可以防止在運輸和非工作狀態時工作臺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。磁性感應塊9裝在工作臺8的一個側面上，零位傳感器5和限位 傳感器13均選用霍爾開關且分別安裝在頂蓋12和底座14上，磁性感應塊9、零位傳感器5 和限位傳感器13三者位于一條直線上，當磁性感應塊9隨工作臺8向上移動到與零位傳感 器5接觸時，零位傳感器5向控制儀23輸出零位到信號，當磁性感應塊9隨工作臺8向下 移動到與限位傳感器13接觸時，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，保證試驗安全，本發 明的火焰感度測試儀在頂蓋12與底座14之間安裝了用有機玻璃制作的護罩11，通過護罩 11可以觀察試樣的燃燒情況，底座14的中心開有通風孔14-1，此孔可與抽風裝置相連，以 便排出護罩11內由試樣燃燒產生的廢氣。根據圖3所示，固定在頂蓋12上的點火裝置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螺 紋。連接套19為膠木制作的圓柱體，其上設有兩端面導通的兩個過孔且外壁中部設有環形 法蘭，環形法蘭一側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 過孔中并通過緊固螺母使兩者固連，其中，接線套18的環形面定位在連接套19螺紋一側的 端面上。電阻絲17由Φ Imm的鎳鉻絲繞制成螺旋狀，其兩個接線端頭分別由兩根接線套18 中空的底端進上端出后接在絕緣瓷座20的兩個輸出接線端子上，絕緣瓷座20的兩個輸入 接線端子將與可控硅點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形法蘭固連，由此構成了一個接電 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設置欄，其中 功能按鈕用于操作人員下達相關命令并包括“回機械零點”、“測試點”、“上移”和“下移”按 鈕；參數設置欄包括“測試點設置”、“上移設置”和“下移設置”，其中，“測試點設置”欄用于 設置待測火工品藥劑試樣首次測試相距機械零點的距離，“上移設置”用于設置待測火工品 藥劑試樣相距前次測試位置的上移距離，“下移設置”用于設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“回機械零點”按鈕命令向步進電 機3發送反向驅動指令；接收到零位到信號或限位到信號向步進電機3發送停止運轉指令； 接收到“測試點”按鈕命令，計算“測試點設置”欄中距離參數所對應的電機步長數并向步 進電機3發送以該步長數正向運轉指令；接收到“上移”或“下移”按鈕命令，計算“上移設置”或“下移設置”欄中距離參數所對應的電機步長數并向步進電機3發送以該步長數反向 或正向運轉指令。測試控制軟件包的具體工作流程見圖4。
本發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3加電并松開鎖緊旋鈕10。第二步，點擊控制儀23顯示屏上的“回機械零點”按鈕，步進電機3通過滾珠絲杠 副1帶動工作臺8向上移動，當磁感應塊9與零位傳感器5接觸時，電機3停止運轉。第三步，在顯示屏的“測試點設置”欄中輸入測試點位置數據并點擊“測試點，，按 鈕，步進電機3通過滾珠絲杠副1帶動工作臺8向下移動并到達測試點位置，將準備好的待 測火工藥劑試樣放入試樣模7內，關好護罩11，在點火裝置4的藥柱模16內裝一發黑火藥 柱或導火索，調整電阻絲17高度以接近黑火藥柱或導火索。第四步，打開可控硅點火電源開關給電阻絲17通電，電阻絲17的螺旋部分灼熱后 點燃黑火藥柱或導火索，黑火藥柱或導火索產生感度測試用火焰，隨即關閉可控硅點火電 源。第五步，如果火焰未點燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結果為“未發火”，之后 清理藥柱模16。第六步，在顯示屏的“上移設置”或“上移設置”欄中輸入相對于前次測試的調整 位置數據并點擊“上移”或“下移”按鈕，步進電機3通過滾珠絲杠副1帶動工作臺8向上 或向下移動并到達調整位置；在點火裝置4的藥柱模16內裝一發黑火藥柱或導火索，調整 電阻絲17高度以接近黑火藥柱或導火索。第七步，打開可控硅點火電源開關給電阻絲17通電，電阻絲17的螺旋部分灼熱后 點燃黑火藥柱或導火索，黑火藥柱或導火索產生感度測試用火焰，隨即關閉可控硅點火電 源。第八步，如果仍未火焰點燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結果為“未發火”，清 理藥柱模16之后，重復第六至第八步，直到火焰點燃待測火工藥劑試樣，人工記錄測試結 果為“發火”，至此，完成了一發待測火工藥劑試樣的測試。之后，清理試樣模7和藥柱模16， 并返回第一步進行下一發待測火工藥劑試樣的測試。在所有準備的待測火工藥劑試樣測試 結束后緊鎖緊旋紐10。
權利要求
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]的點火裝置 [4]及電源、兩根立柱[6]、兩個滾珠導套[2]、試樣模[7]、工作臺[8]、護罩[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]和步進電機[3]的高度調整裝置、 零位傳感器[5]、磁性感應塊[9]、限位傳感器[13]和控制儀[23]，所述步進電機[3]和點 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]通過所述兩個滾珠導套[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 述磁性感應塊[9]則固定在工作臺[8]的一個側面；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 電機[13]的轉軸固連；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 零位傳感器[5]與磁性感應塊[9]接觸時向所述控制儀[23]輸出零位到信號，當限位傳感 器[13]與磁性感應塊[9]接觸時向控制儀[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“測試點設置”、“上移 設置”和“下移設置”項的參數設置欄，所述距離控制模塊的功能是接收到“回機械零點按 鈕”命令，向所述步進電機[3]發送反向驅動指令；接收到所述零位到信號或所述限位到信 號，向所述步進電機[3]發送停止轉動指令；接收到“測試點按鈕”命令，計算“測試點設置” 欄中距離參數所對應的電機步長數并向所述步進電機發送以該步長數正向運轉指令；接收 到“上移”或“下移”按鈕命令，計算“上移設置”或“下移設置”欄中距離參數所對應的電機 步長數并向所述步進電機發送以該步長數反向或正向運轉指令。
2.根據權利要求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鎖緊 旋鈕[10]，鎖緊旋鈕[10]安裝在其中一個所述立柱[6]上且緊貼對應滾珠導套[2]的下端 面，當鎖緊旋鈕[10]旋緊時，所述工作臺[8]不能沿該立柱[6]向下運動。
3.根據權利要求1或2所述的火工品藥劑火焰感度測試儀，其特征在于所述點火裝 置[4]的電源采用可控硅點火電源。
全文摘要
本發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域。該裝置在原有HGY-1型火焰感度儀的基礎上，增加了含有滾珠絲杠副和步進電機的高度調整裝置、控制儀、磁感應塊、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電機固連，在磁感應塊、零位傳感器和限位傳感器的配合下，控制儀能夠向步進電機發出多種驅動指令并使步進電機按指令給出的步長轉動，從而帶動工作臺到達設定的試驗位置。本發明解決了火工藥劑感度試驗中藥劑試樣高度的自動控制問題，不僅提高了點火高度的調整精度和測試精度；還實現了零距離的點火距離，可以對火焰感度低的藥劑進行火焰感度測試；同時具有結構簡單、操作方便、點火可靠等優點。
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 優先權日2010年9月8日
發明者華齊慶, 張建浩, 李凱, 杜云峰, 柳繼昌, 洪智敏, 鄭挺軍, 陳敏慧 申請人:中國兵器工業第二一三研究所