[发明专利]一种灭火弹初速度测量系统

权利要求书

1.一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：包括压电传感器、电荷放大器、采集模块、计算机和测压软件；压电传感器将进入发射筒的气体压强转换为电荷信号，电荷放大器将电荷信号转换成和压强呈比例关系的模拟电压信号，测压软件记录采集模块模拟输入端的模拟电压信号，同时测压软件通过代入发射筒截面积、灭火弹体质量和压力作用时间等参数进行分析计算，得出弹体离筒初速：

所述测压软件包括数据采集、数据回显、光标读数、数据分析等模块；数据采集模块采集压强数据；数据回显模块打开已保存压强数据；光标读数模块读取压力作用起止时刻；数据分析模块计算得出弹体离筒初速；

其中数据采集模块包括设置测试参数，采集、保存压强数据；运行测压软件，设置好采样频率f和采样时间T参数后单击“数据采集”按钮，自动开始采集数据，采集时间等于采样时间T时停止采集，显示并保存压强数据；

其中，所述数据回显模块包括打开测试已保存的压强数据；运行测压软件，单击“数据回显”按钮，弹出打开文件对话框，选择数据文件，回显数据压强曲线和测试参数；

其中，所述光标读数模块包括读取压力作用开始和结束时刻；运行测压软件，测试或者回显数据后单击“光标读数”按钮，将黄色光标和红色光标分别移动定位在压强曲线开始变化时刻和压强结束变化时刻，左侧显示压力作用开始时刻T1和结束时刻T2、时间差值和压强、压强差值；

其中，所述数据分析模块包括输入相关参数和分析计算；运行测压软件，测试或者回显数据后并读取压力作用开始时刻T1和结束时刻T2，在软件界面输入发射筒直径d和弹体重量m，单击“数据分析”按钮，根据动量定理分析计算出弹体的总冲量和离筒初速。

2.如权利要求1所述的一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：所述压电传感器通过螺纹孔安装在发射筒后部，压电感应端与发射筒腔体连通；发射时二级压力舱和发射筒瞬间连通，二级压力舱的高压气体快速进入到发射筒内，在发射筒内建立起压力，推动弹体向前运动；压电传感器将发射筒内变化的气体压强转换为电荷信号，送至电荷放大器输入端。

3.如权利要求1所述的一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：所述电荷放大器需要设置与传感器匹配的量程和灵敏度，将压电传感器传来的电荷信号转换成与发射筒内气体压强成比例关系的模拟电压信号，并将输出的模拟电压信号送至采集模块。

4.如权利要求1所述的一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：所述采集模块通过测压软件设置采样频率、采样时间，采集电荷放大器输出的模拟电压信号，转换成数字信号通过数据总线送至计算机。

5.如权利要求1所述的一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：所述计算机是测压软件运行平台。

6.如权利要求1所述的一种灭火弹初速度测量系统，其特征在于：根据动量定理分析计算出弹体的总冲量和离筒初速，实现方法如下，

a、在软件界面输入发射筒直径d和弹体重量m；

b、首先根据圆面积公式S＝πd^2/4及压力公式F＝P·S，将测得压强P转换成压力F＝P·πd^2/4；

c、根据冲量公式I＝F·t，弹体在发射筒内受到的冲量为:压强开始时刻到压强结束时刻压力对时间的积分，即简化为从开始时刻T1到结束时刻T2时间段内、高为采样间隔时间Δt的压力梯形面积之和,即弹体在发射筒内的冲量其中梯形面积公式S＝(P_i+P_i+1)Δt/2，公式中S为T1到T2时间段内第i个梯形的压强面积，P_i为T1到T2时间段内第i个压强值，P_i+1为T1到T2时间段内第i+1个压强值，Δt为采样间隔时间，Δt＝1/f，n为T1到T2时间段内Δt的个数，i是变量，0≤i≤n；

d、根据动量定理公式Ft＝m·Δv和冲量公式I＝F·t，弹体动量的增量等于它所受外力的冲量，计算出弹体离筒初速