[发明专利]一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置

权利要求书

1.一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，包括燃烧室、阻尼层、传感器模块、信号前置放大模块以及数据处理模块；

所述燃烧室是固体推进剂燃烧场所，用于特定压强和温度条件下的燃烧试验；所述阻尼层采用绝缘橡胶阻尼材料，利用自身弹性包覆于传感器模块表面并紧贴燃烧室，用于屏蔽燃烧室壳体上的电流信号以及环境中的噪音信号；所述传感器模块用于采集推进剂燃烧产生的声波信号，并将采集的声波信号转化为电荷信号发送到所述信号前置放大模块，所述电荷信号的频率和所述声波信号的频率一致；

所述信号前置放大模块将传感器模块输入的电荷信号转化为电压信号并调理放大，通过滤波实现对电压信号的精确选频，滤除预设频率范围外的干扰信号，滤波后的电压信号通过频压转换，将电压信号的频率线性转换为所述信号前置放大模块的输出电压，发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于推进剂燃烧信号状态的实时监测、燃烧起止点判断和燃速计算。

2.根据权利要求1所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述信号前置放大模块包括电荷放大器、第一滤波模块、第一电压放大器、第二滤波模块、第二电压放大器、第三滤波模块、频压转换器；

所述电荷放大器将传感器模块采集的电荷信号转化为放大的电压信号输出到所述第一滤波模块；所述第一滤波模块对接收的电压信号的频率进行过滤，滤除预设频率范围外的干扰信号；滤波后的电压信号输入到所述第一电压放大器，所述第一电压放大器对输入的电压信号调理放大并输出幅值放大的电压信号；

第一电压放大器、第二滤波模块、第二电压放大器、第三滤波模块串联，所述第二滤波模块、第三滤波模块进一步滤除预设频率范围外的干扰信号，所述第二电压放大器对第二滤波模块输出的电压信号调理放大；

所述频压转换器接收第三滤波模块输出的电压信号，对电压信号进行频压转换，将电压信号的频率线性转换为频压转换器的输出电压，发送给所述数据处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述传感器模块包括底座、压紧螺母、声发射传感器、螺钉；

当所述燃烧室为中空圆柱体且底部的外侧表面留有面积大于所述底座的平整台面时：所述底座通过螺钉固定于燃烧室的平整台面上，用于固定声发射传感器位置；所述压紧螺母通过螺纹与底座相连，所述声发射传感器置于底座中，通过所述压紧螺母使声发射传感器紧贴平整台面；所述声发射传感器响应频率范围为15000～75000赫兹。

4.根据权利要求3所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述平整台面用于增加声发射传感器与燃烧室的接触面积，所述声发射传感器通过扭力扳手调节声发射传感器与平整台面间的压力，使之为恒定值。

5.根据权利要求1所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述阻尼层材料选自天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶中的一种，厚度为0.1～0.8毫米。

6.根据权利要求2所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块均将低于1000赫兹和高于80000赫兹的噪音频率进行滤波处理。

7.根据权利要求2所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述频压转换器将0～100000赫兹的电压信号的频率线性转换为0～10伏的输出电压。

8.根据权利要求7所述的一种低频弱燃烧信号推进剂水下声发射燃速测试装置，其特征在于，所述频压转换器在进行频压转换前，先对输入的电压信号进行低电压幅值滤波处理，幅值在1.5伏以下的电压信号不进行频压转换，用于滤除第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块滤波处理后的低幅值干扰频率。