引信药直接燃爆的延期时间测量方法与流程

1.本发明属于工业测试技术领域。


背景技术：

2.引信药燃爆延期时间是评价引信内部装药质量及引信本身性能的一个重要指标。由于引信中装有不同性质的燃爆药，低能量点火不易燃爆，所以传统引信药燃爆延期时间测量需要借助黑火药的助燃，而点燃黑火药需要采用桥接细铜丝进行点火，操作时首先将少许黑火药放置于引信药上端，然后取一根细铜丝置于黑火药表面，形成桥式连接，再对细铜丝两端施加一定电压。桥丝（细铜丝）式电点火采用灼热桥丝作为引爆手段，给桥丝通电后由于电流的热效应使桥丝发热，再将热量传递给桥丝周围的黑火药，黑火药燃爆后再点燃引信药。存在问题：1、桥丝式电点火操作复杂、极细铜丝不易每次都准确放置在黑火药表面的同一位置上，2、黑火药装药多少因人而异、很难掌握，以上两种情况极大影响引信燃爆延期时间测量精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是利用激光照射直接引爆引信药的引信药直接燃爆的延期时间测量方法。
4.本发明步骤是：
①
按下电控箱电源按钮，可编程序控制器上电自检、可编程序控制器内部标志位清零、复位，自动检查传感器状态、激光电源输出状态、引信工件是否放置到位、电测箱安全门是否关闭、排风装置开始运行，准备工作就绪；
②
按下启动按钮，可编程序控制器接收启动按钮输入信号控制激光器发出激光脉冲束，激光脉冲束以与垂直方向30
°
夹角直接照射到引信药表面，激光束宽度为1
‑
1.5mm，引信药表面接收激光光束后，光能转换为热能，促使引信药表面温度急剧上升直至燃爆，引信药上表面在激光照射瞬间发生爆燃，同一时刻，可编程序控制器内部寄存器纪录启动时间t1，从激光束发出照射到引信药上表面开始瞬间到引信药燃爆时间为50ms；
③
引信药上表面发生燃爆后，直接引爆下层药柱，实现引信药全部燃爆，音信药全部燃爆后，在其下端由火焰喷出，光电传感器可以在瞬间捕捉到喷出的火焰，可编程序控制器记录下这个时间为t2；
④
在引信药吸收光能直至燃爆时刻为时间t1，引信燃爆检测传感器实时捕捉音信下端火焰信号为时间t2，t2与t1之差即为引信燃爆的延期时间；
⑤
可编程序控制器计算出引信燃爆的延期时间后，通过rs485接口传输数据，并通过触摸显示屏编程，将测量结果显示在触摸显示屏上。
5.本发明引信药直接燃爆的延期时间测量装置是：在电控箱上的一端固定安装有倒l形固定支架，在倒l形固定支架的端部安装有激光器；在电控箱上的另一端安装有传感器支架，传感器支架上安装有传感器；在电控箱上的倒l形固定支架与传感器支架之间安装有
旋转电机平台，电机固定安装在旋转电机平台上，电机轴从旋转电机平台上端伸出，并且以电机轴为中心固定安装有旋转平台，在旋转平台上开有安装孔，引信通过安装孔安装在旋转平台上，激光器的激光发射端与引信上端的引信药上表面对应；激光器的发射方向与引信安装的垂直轴线方向成30
°
夹角。
6.本发明将传统引信延期时间测量方法中采用桥丝点火引燃黑火药，再利用黑火药助燃引信药的方法改为利用激光照射直接引爆引信药，有效解决传统方法中延期时间测量不准、操作复杂问题，较理想解决了传统方法中黑火药燃爆和引信药燃爆存在时间差问题，本发明方法与传统的桥丝式电点火延期时间测量方法相比，具有操作简单、测量准确、自动化程度高、可靠性高等优点。具体可应用在火工品的点火测试、爆破等方面。
附图说明
7.图1是本发明引信药的延期时间快速直接测试流程图；图2是本发明装置结构示意图。
具体实施方式
8.本发明步骤是：
①
按下电控箱电源按钮，可编程序控制器上电自检、可编程序控制器内部标志位清零、复位，自动检查传感器状态、激光电源输出状态、引信工件是否放置到位、电测箱安全门是否关闭、排风装置开始运行，准备工作就绪；
②
按下启动按钮，可编程序控制器接收启动按钮输入信号控制激光器发出激光脉冲束，激光脉冲束以与垂直方向30
°
夹角直接照射到引信药表面，激光束宽度为1
‑
1.5mm，引信药表面接收激光光束后，光能转换为热能，促使引信药表面温度急剧上升直至燃爆，引信药上表面在激光照射瞬间发生爆燃，同一时刻，可编程序控制器内部寄存器纪录启动时间t1，从激光束发出照射到引信药上表面开始瞬间到引信药燃爆时间为50ms；
③
引信药上表面发生燃爆后，直接引爆下层药柱，实现引信药全部燃爆，音信药全部燃爆后，在其下端由火焰喷出，光电传感器可以在瞬间捕捉到喷出的火焰，可编程序控制器记录下这个时间为t2；
④
在引信药吸收光能直至燃爆时刻为时间t1，引信燃爆检测传感器实时捕捉音信下端火焰信号为时间t2，t2与t1之差即为引信燃爆的延期时间；
⑤
可编程序控制器计算出引信燃爆的延期时间后，通过rs485接口传输数据，并通过触摸显示屏编程，将测量结果显示在触摸显示屏上。
9.本发明引信药直接燃爆的延期时间测量装置是：在电控箱9上的一端固定安装有倒l形固定支架2，在倒l形固定支架2的端部安装有激光器1；在电控箱9上的另一端安装有传感器支架8，传感器支架8上安装有传感器7；在电控箱9上的倒l形固定支架2与传感器支架8之间安装有旋转电机平台4，电机固定安装在旋转电机平台4上，电机轴10从旋转电机平台4上端伸出，并且以电机轴10为中心固定安装有旋转平台3，在旋转平台3上开有安装孔11，引信5通过安装孔11安装在旋转平台3上，激光器1的激光发射端与引信5上端的引信药上表面6对应；激光器1的发射方向与引信3安装的垂直轴线方向成30
°
夹角。
10.本发明电控箱9内部是可编程序控制器、激光电源、操作按钮、显示器等电控装置，
关于电控部分都是采用现有可以完成本发明功能的电控器件，此处不做赘述。
11.本发明关键内容是在传统引信药引燃方法中去掉起助燃作用的黑火药，还去掉引燃黑火药所需要的细铜丝，在去掉以上两个环节后采用激光直接照射引信药进行燃爆。这样就将传统复杂的引燃方法改为简单的直接引燃方法。当高能激光直接照射引信药表面即可完成引信药燃爆，激光器发射一定功率的激光脉冲直接照射到引信药表面，由于激光束含有高能量，引信药能够在瞬间吸收足够的热能直至燃爆。该引信药的直接点火方法和桥式电阻丝点火先点燃黑火药再点燃引信药这种间接点火方式相比，其点火延期时间测量的准确性得到极大的提升，同时操作复杂程度大大降低，测量数据的一致性得到保证。避免了桥丝式这种间接点火方式测量延期时间的不准确性，减小了引信药点火延期时间的测量误差。
12.本发明由激光电源、可编程序控制器、激光发生器、激光发生器固定支架、引信工装夹具、传感器、控制软件等部分组成。首先激光器被固定在固定在上方支架上，引信为一园柱体，被固定在下方支架上，激光器与引信药上表面距离为30公分，引信药被激光照射处方向向上，垂直固定安放。激光器发射方向指向下方的引信药上表面，考虑到引信药燃爆时有大量烟雾及喷射物形成，所以激光器安装、发射方向与垂直轴线方向成30
°
夹角，引信水平安放，引信药上表面保持水平。引信本身为圆柱体，外径5mm，内径3mm（燃爆药表面直径），激光器选用5.5w，激光束照射光点为圆形，直径为1
‑
1.5mm，经测试，该功率大小的激光器照射到引信药表面引起燃爆时间为5ms，时间响应上看比传统黑火药间接引燃方法提高近一个数量级。当可编程序控制器控制激光器电源，激光器发出激光束直接照射引信药上表面的同一时刻，可编程序控制器记录下时间t1，光电传感器安装在引信下方，垂直引信轴线发出平行光，引信药未燃爆时，由光电传感器发出的光束大部分经对面反射后自行接收，当引信药燃爆时，将有部分光束被引信药燃爆火焰吸收，光电传感器接收到的反射光将大大减少，可编程序控制器据此测定引信药底部燃烧时间t2。可编程序控制器对采集到的光电传感器的引信引爆时间与引信燃爆完成时间比较，其差值（t2
‑
t1）即为引信药燃爆延期时间。在此，引爆时间测量误差由传统的秒数量级提升到毫秒数量级。