[发明专利]电引火药头产气量及产气速率测试方法

摘要

本发明提供的电引火药头产气量及产气速率测试方法，通过测量气体产物的体积和体积扩大速率，来表示电引火药头产气量及产气速率。真空条件下，设计一个与电引火药头接触的活塞，利用高速摄像机拍摄电引火药头发火过程中活塞在测试管中的运动轨迹，简化成活塞运动模型，利用数学手段处理活塞运动模型的相关数据，得出电引火药头的产气量、产气速率及其动态变化。本发明解决了电引火药头产气量及产气速率动态测量的难题，有可靠的理论依据，操作方便，测量结果精确。

主权项

电引火药头产气量及产气速率测试方法，与其配套的测试装置包括：测试管，活塞，固定塞，真空箱，高速摄像机，记录装置，真空泵和数据处理系统；其特征在于：所述测试管为一根长550mm，内径10mm，壁厚1.50mm的中空透明石英管，其上设有量程为550mm的刻度线，相邻刻度值为1mm；所述活塞为底面圆形，中心纵切面为“凹”型的结构，其材质为石英，底面直径9.96mm，厚1mm，其侧壁长2mm、厚0.50mm；所述固定塞外径10mm，其中轴设孔径8mm的孔，与电引火药头上塑料塞的外径一致；所述真空箱为一长方体透明箱，其上设抽气孔、发爆器；其测试方法的特征在于：通过测量气体产物的体积和体积扩大速率，来表示电引火药头的产气量及产气速率；真空条件下设计一个与电引火药头接触的活塞，利用高速摄像机拍摄电引火药头发火过程中活塞在测试管中的运动轨迹，简化成活塞运动模型，利用数学手段处理活塞运动模型的相关数据，得出电引火药头上点火药燃烧产生气体的量及产生气体的速率；活塞测试过程中受到冲击，在测试管中一边以活塞中心旋转，一边沿测试管轴线向前运动；将该过程分解成一个定轴旋转运动和沿测试管平动两个过程，且电引火药头产气量及产气速率只与活塞平动过程与测试管内壁之间形成的空间体积有关，故只需求解出活塞平动的相关函数；对活塞沿测试管平动过程：高速摄像机拍摄测试管内活塞平动轨迹，采集活塞平动距离与所对应时刻，利用数据处理系统拟合活塞平动距离D与时间T的函数关系：D＝A0+A1T1+A2T2+A3T3+…AnTn  (1)式(1)中：A0…An为待定系数；在电引火药头发火过程气体产物的作用下，活塞平动与测试管内壁形成圆柱体空间，其体积值即为电引火药头的产气量，结合测试管内壁半径d：V＝πd2·D＝πd2·(A0+A1T1+A2T2+A3T3+…AnTn)  (2)式(2)即为产气量V随时间T变化的函数关系，式(2)对时间T求导：u=dVdT=πd2dDdT---(3)]]>则产气速率u为：u＝πd2·(A1+2A2T+3A3T2+…nAnTn‑1)  (4)由数据处理系统拟合出活塞平动的函数式(1)，根据式(2)求解电引火药头的产气量随时间的动态变化，再由式(3)、(4)求解电引火药头的产气速率随时间的动态变化。