CN109580704A - 一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置,属于固体含能材料仪器检测类设备。装置的调高立杆、手柄杆和导向套固定安装在上架板上;传感器固定架安装在调高立杆上;支杆固定在传感器固定架上,并与调高立杆平行;位移传感器安装在支杆上;支杆穿过砝码组与砝码托盘后与导向杆固定连接;负载杆一端与导向杆连接,另一端与压头连接;导向杆能够沿着导向套移动;测温计用于测量传热介质的温度;上架板与下架板之间构成的空间部分置于带有传热介质的浴槽内。本发明首次直接测出***药柱的膨胀量,同时操作简单,节约时间,操作过程没有任何危险,方便安全。位移传感器具有较高精确度,使得测试结果精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置,属于固体含能材料仪器检测类设备。
背景技术
***药柱在装填过程中,由于内部含能材料的热膨胀作用,其晶型、尺寸等会发生变化,导致药柱内部出现空隙过大、部分压力集中等现象,上述作用对最终药柱的装填效果及性能等会产生极大的影响。因此,***药柱的热膨胀量直接影响其质量和安全,能快速检测药柱的膨胀量在***实际使用过程中非常重要。目前对于陶瓷、非金属材料、耐火材料等在烘烧过程中的膨胀性能测试都是用热膨胀仪来检测,通过热膨胀仪测试其膨胀量变化,从而计算其热膨胀系数,测试过程采用电感位移传感器,该方法不适用于***药柱的膨胀性能的测试。目前国内外公开发表过一些测量膨胀量的专利,例如中国专利CN203432967U利用四联动态膨胀测试仪,测量页岩膨胀量的一种测试装置,以及中国专利CN206291842U对金属材料及其制品的冲击试样侧向膨胀量进行测定的测试装置。由此可见,直接测量膨胀量的专利和仪器设备已具备,但是还没有可以快速准确直接测试***药柱热膨胀量的装置。
因此研制一套高效、便捷的用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置具有相当重要的意义。因为通过膨胀量的测试可以了解药柱的适应性和变化率,对于弹药安全高效应用具有重要的作用。
发明内容
本发明的目的是针对***药柱所设计的提供一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置。该测试装置可以测试药柱在设定温度下的膨胀量;也可测试药柱在一定预压量下,设定温度下的膨胀量,并且可以实时检测***药柱在受热膨胀过程中的全部数据,通过计算机自动绘制变形曲线。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置,包括:调高立杆、位移传感器、微调螺母、传感器固定架、砝码组、砝码托盘、手柄杆、导向套、上架板、测温计、负载杆、压头、试样、试样支块和下架板。
连接关系如下:调高立杆、手柄杆和导向套固定安装在上架板上;传感器固定架安装在调高立杆上,能够沿着调高立杆上下移动;支杆固定在传感器固定架上,并与调高立杆平行;位移传感器安装在支杆上;支杆穿过砝码组与砝码托盘后与导向杆固定连接;负载杆一端与导向杆连接,另一端与压头连接;导向杆能够沿着导向套移动;测温计用于测量传热介质的温度;上架板与下架板之间构成的空间部分置于带有传热介质的浴槽内。
工作过程:***药柱在一定温度下、一定外力施加量的条件下经受高温时会发生热变形,压制在样品上的位移传感器会发生变形,通过测试位移传感器的变形量从而表征样品的膨胀量。
将热变形试样架置于浴槽内,待测试样放置于下架板上固定好;测试箱体浴槽内加入水,使测温计能浸于水内;调整传感器固定架的位置使得压头与待测试样接触,根据待测试样情况,预估所需加入的砝码质量;将砝码置于托盘上,通过砝码的重量给与待测试样一定的压力;测温计实时测量浴槽内传热介质的温度,确定温度变化情况,以确定待测试样受热程度;位移传感器通过压头感知待测试样在一定压力,一定温度下的膨胀量变化,因此可以实时传递待测试样膨胀量变化情况。
在试验过程中计算机可自动记录并保存测试过程中的数据,并以图表的格式显示出来,可打印操作。
仪器参数:
温度控制范围:环境温度~120℃
升温速率:0.5℃/min~5℃/min
最大温度误差:±0.5℃
形变测量方法:位移传感器测量
变形测量范围:0~1.000mm
变形分辨率:0.001mm
测试原理:***药柱在一定温度下、一定外力施加量的条件下经受高温时会发生热变形,压制在样品上的位移传感器会发生变形,通过测试位移传感器的变形量从而表征样品的膨胀量。测试槽尺寸为400×300×200mm,在浴槽中加入液体传热介质,根据需要,可选用室温时粘度较低且在测试中对试样不产生影响,如软化、膨胀、破裂的传热介质,如水、硅油、变压器油、液体石蜡或乙二醇等,由于试验温度一般较高,介质加热后膨胀,因此,在常温下加入介质,宜低于并接近箱体上平面5cm为宜,不宜太低,否则会使加热器空烧而致设备损坏。
温度控制器可设置升温速率及上限温度,上限温度的设置一般略高于预期测试温度。当线性升温达到此值时,加热停止。
仪器特点:
1、试样架为一体式结构,膨胀系数小,实验数据真实准确。
2、升降***为一体机型,噪音低。
3、油箱采用304不锈钢制成并具有特殊结构,温度均匀性好,精度保持±0.5℃以内,同时采用先进的可控硅控制温度,相对于普通镀锌板油箱具有抗老化、耐腐蚀,在高温下不掉皮等特点。
4、实时显示试验温度和温度变形曲线。
5、位移传感器调整方便,具有精调、微调双调整方式。
7、误差通过软件自动修正,试验完成或达到上限温度时,自动停止加热。
8、试验完成后,打印试验曲线和试验报告,查询历次试验的历史纪录,并能重绘历次试验的试验曲线。
有益效果
1、本发明能够直接测出***药柱的膨胀量,通过膨胀量可以计算体系的膨胀系数,操作简单,测试时间短,操作过程没有任何危险。位移传感器具有较高精确度。
2、试样架为一体式结构,膨胀系数小,实验数据真实准确。
3、仪器内部选用先进的可控硅控制温度,较普通仪器更耐腐蚀,使用寿命长。
4、可以转化为图表化显示,变化趋势一目了然,方便对药柱进行分析改善。
附图说明
图1为本实施例1装置示意图;
图2为本实施例1试样温度与膨胀量关系图;
图3为本实施例2试样温度与膨胀量关系图;
图4为本实施例2试验装置实施结构图。
其中1—调高立杆、2—位移传感器、3—微调螺母、4—传感器固定架、5—砝码组、6—砝码托盘、7—手柄杆、8—导向套、9—上架板、10—测温计、11—负载杆、12—压头、13—试样、14—试样支块、15—下架板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明,但是所述实施方式举例不构成对本发明的限制。
实施例1
一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置,包括:调高立杆1、位移传感器2、微调螺母3、传感器固定架4、砝码组5、砝码托盘6、手柄杆7、导向套8、上架板9、测温计10、负载杆11、压头12、试样13、试样支块14、下架板15,如图1所示。
连接关系:调高立杆1、手柄杆7和导向套8固定安装在上架板9上;传感器固定架4安装在调高立杆1上,能够沿着调高立杆1上下移动;支杆固定在传感器固定架4上,并与调高立杆1平行;位移传感器2安装在支杆上;支杆穿过砝码组4与砝码托盘6后与导向杆固定连接;负载杆11一端与导向杆连接,另一端与压头12连接;导向杆能够沿着导向套8移动;测温计10用于测量传热介质的温度;上架板9与下架板15之间构成的空间部分置于带有传热介质的浴槽内。
工作过程:抽取同一批***药柱中的三个样本,将待测试样放置在测试下架板15上,测试箱体浴槽内加入水,使测温计10能浸于水内,预制30g的砝码5,将位移传感器2安装好。把待测试样品板放入测试箱体内;设定恒温水槽的加热温度为2℃/min,水温为90℃,上限温度设置为120℃。实时监测测试箱内的温度,对待测样品上的位移传感器2进行实时监测,记录数据。由于砝码产生的重力和传热介质升温作用,待测样品发生热膨胀,通过压头12感知膨胀量的变化,实时传递给位移传感器2,记录待测样品膨胀量变化情况。通过计算软件,做出温度与膨胀量之间的关系图。如图2所示;由图2可以得知,三个样本的膨胀量变化趋势相似,没有出现极大或极小的误差,90℃、100℃、110℃、120℃下测试结果的极差分别为8μm、5μm、5μm、4μm,说明本发明装置测试精度准确。由图2曲线可以看出,在80℃之前,试样热膨胀量变化不大,在80℃至120℃之间,膨胀量迅速增加,说明超过80℃以后,温度对该试样热膨胀量影响过大,并在120℃左右,试样膨胀量达到最大值。因此可以根据实际使用要求,对该试样做出一定改善处理。
最终得到待测试样在不同温度下的膨胀量数据。实验数据如表1所示。
实施例2
实施例2的连接关系如实施例1。
将单一实施结构平行并排放置,使得6个实施结构可以同时测试,如图4实施结构图所示。
工作过程:抽取同一批***药柱中的三个样本,将待测试样放置在测试下架板15上,测试箱体浴槽内加入水,使测温计10能浸于水内,预制50g的砝码5,将位移传感器2安装好。把待测试样品板放入测试箱体内;设定恒温水槽的加热温度为1℃/min,水温为25℃,水温上限温度为115℃。实时监测测试箱内的温度,对待测样品上的位移传感器2进行实时监测,记录数据。由于砝码产生的重力和传热介质升温作用,待测样品发生热膨胀,通过压头12感知膨胀量的变化,实时传递给位移传感器2,记录待测样品膨胀量变化情况。通过计算软件,做出温度与膨胀量之间的关系图如图3所示,由图3可以得知,三个样本的膨胀量变化趋势相似,没有出现极大或极小的误差,35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃下测试结果的极差分别为5μm、3μm、4μm、3μm、4μm、4μm、4μm、3μm、3μm,说明本发明装置测试精度准确。在50℃之前,试样热膨胀量较为稳定,在60℃至80℃之间,曲线斜率变大,膨胀量迅速增加,说明超过60℃以后,温度对该试样的膨胀量影响较大,在115℃达到最大膨胀量。因此可以根据实际使用要求,对该试样做出一定改善处理。
最终得到待测试样在不同温度下的膨胀量数据。实验数据如表2所示。
以上所述的具体描述,对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例,用于解释本发明,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于检测***药柱在受热状态下膨胀量的测试装置,其特征在于:包括:调高立杆、位移传感器、微调螺母、传感器固定架、砝码组、砝码托盘、手柄杆、导向套、上架板、测温计、负载杆、压头、试样、试样支块、下架板;
调高立杆、手柄杆和导向套固定安装在上架板上;传感器固定架安装在调高立杆上,能够沿着调高立杆上下移动;支杆固定在传感器固定架上,并与调高立杆平行;位移传感器安装在支杆上;支杆穿过砝码组与砝码托盘后与导向杆固定连接;负载杆一端与导向杆连接,另一端与压头连接;导向杆能够沿着导向套移动;测温计用于测量传热介质的温度;上架板与下架板之间构成的空间部分置于带有传热介质的浴槽内。
2.如权利要求1所述装置的测试方法,其特征在于:***药柱在一定温度下、一定外力施加量的条件下经受高温时会发生热变形,压制在样品上的位置传感器会发生变形,通过测试位置传感器的变形量从而表征样品的膨胀量;
将热变形试样架置于浴槽内,待测试样放置于下架板上固定好;测试箱体浴槽内加入水,使测温计能浸于水内;调整传感器固定架的位置使得压头与待测试样接触,根据待测试样情况,预估所需加入的砝码质量;将砝码置于托盘上,通过砝码的重量给与待测试样一定的压力;测温计实时测量浴槽内传热介质的温度,确定温度变化情况,以确定待测试样受热程度;位移传感器通过压头感知待测试样在一定压力,一定温度下的膨胀量变化,因此可以实时传递待测试样膨胀量变化情况。
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