[发明专利]爆炸物品线胀系数测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种爆炸物品线胀系数测量装置和方法，实现对爆炸物品线胀系数安全可靠的测量。

背景技术

目前测量一般材料线胀系数已经是一个比较成熟的领域。对应不同材料的特性，有不同的测量方法和相应的测量仪器。

图10为一种典型的金属线胀系数测量装置(文献来自：金属线胀系数的测定，武汉工业学院学报，第23卷第2期，2004年6月)。此装置先将一硬性套管垂直固定在一带有阀门的容器中，将待测金属杆和两个石英棒叠放入套管中，然后使容器充装冰水混合物。再将一光学玻璃板与一支架连成整体，使玻璃板的一端放在另一光学玻璃板上，另一端被固联在石英棒上端一刀口稍稍顶起。调节平台调节螺丝，使两光学玻璃板迭在一起，这时显微镜将看不到干涉条纹。随后，打开容器阀门，放出冰水混合物，随着温度的升高，金属杆受热膨胀伸长，将顶起与上玻璃板连成一整体的支架，两光学玻璃板会张开一定角度，形成空气劈尖。这种方式是靠环境热量加热试件至室温，利用显微镜观测数据求得试件的线胀系数。

对于爆炸物品的线胀系数测量，往往对试件有一个加热的过程，为了确保测量人员和设施的安全，不可能采用无防护的装置和方法进行测量。目前尚未有专门用于测量爆炸物品线胀系数的仪器或设备。现行爆炸物品线胀系数的测量方法是首先测量常温下试件长度，然后将试件放入恒温箱加热试件至要求的温度并保持一段时间，然后立刻拿出试件并对加热后试件长度快速人工测量，进而计算出试件的线胀系数。这一方法测量精度低，不能记录温度、长度变化的历史数据，并且操作危险，容易烫伤测量人员，并对高温下试件可能产生的爆炸无任何防护措施，存在重大安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种爆炸物品线胀系数的安全测量装置。该装置可以有效防止因试件的意外爆炸而伤及周围的人员和设施，测量结果可以在计算机上实时动态显示。

本发明是这样实现的：

在含有试件孔和测温孔的保护筒外侧缠绕加热带和保温材料，并安装在保温筒中；将耐高温玻璃管装入试件孔；将温度传感器在测温孔沿轴向均匀布置；保温筒的两端各有一个装有位移传感器(2)的位移传感器支架；上述所有零件全部安装在外筒(24)中；一个温度传感器通过信号线依次与外筒外部的变送器、PID温度控制仪、晶闸管、加热带连接以控制加热温度，其余的温度传感器通过信号线依次与外筒外部的变送器、温度巡检仪、JR485、计算机连接将温度测试结果送入计算机；位移传感器通过信号线依次与外筒外部的位移计和计算机连接将位移信号送入计算机；计算机中专用软件对温度和位移信号进行处理，实时显示测量结果。

如果被测试件在测试过程中具有爆炸的可能，那么保护筒的壁厚按爆炸力学或高压容器设计理论进行设计，使其足以抵抗试件意外爆炸产生的爆炸荷载。

试件孔和测温孔位于同一圆周上。

应移传感器支架各向位置可任意调整，使位移传感器与试件孔同轴对中，并便于安装和取出试件。

使用时包括下述步骤：

1)将试件表面包裹一层耐不低于测试目标温度的高温材料，防止试件因高温融化而与石英玻璃管粘连；

2)试件被放置在保护筒(8)中进行防护；

3)试件被加热之前，关闭外筒，锁紧锁扣；

4)测量数据和信号被计算机自动采集，由专用程序进行处理，结果实时显示，测量过程中的历史数据被自动保存为数据文件，以便后期调用再分析。

方案中，如果不用JR485、计算机和专用软件，也可以通过温度巡检仪和位移计的读数手工计算试件的线胀系数。

本发明的有益效果是，可以准确测量爆炸物品的线胀系数，也可用于其他固体材料线胀系数的测量，操作安全可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1-本发明的整体组装图，其中：1-位移传感器支架，2-位移传感器，3-锁扣，4-保温筒端部法兰，5-保温筒，6-保温材料，7-加热带，8-保护筒，9-耐高温玻璃管，10-螺栓，11-螺栓，12-保护筒端部法兰，14-滚轮，19-螺栓，24-外筒。

图2-整体组装图的A-A剖视图，其中：20-测温孔，21-试件孔，23-试件。

图3-石英玻璃管内试件、石英棒和位移传感器的相对关系图，其中：22-石英玻璃棒。

图4-保温筒组装图。

图5-保温筒的B-B剖视图。

图6-保护筒组装图。

图7-保护筒的左视图。

图8-温度控制信号传输流程图。

图9-位移信号传输流程图。

图10-对比文件附图

具体实施方式