含能破片冲击起爆总释能的绝热法测量方法技术

本申请公开了一种含能破片冲击起爆总释能的绝热法测量方法，测量装置包括量热计，该测量方法包括：开动搅拌器均匀搅拌，使内桶水温度分布均匀；发射含能破片，含能破片进入内桶后立即关闭破片飞行通道；在发射含能破片后至内桶水温度变化趋于稳定的第一阶段，含能破片撞靶后每隔预定时间记录一次温度，温度升到最高开始下降前一个读数或温度不变化时的第一个读数作为温度的最终读数；在内桶水温稳定后的第二阶段，每隔预定时间记录温度；生成内桶温度计与外桶温度计分别测量得到的内桶水与外桶传热介质的温度变化曲线，得到内桶水温升，计算含能破片冲击起爆总释能。本申请具有测量精度高、测量速度快、测量成本低的特点。测量精度高、测量速度快、测量成本低的特点。测量精度高、测量速度快、测量成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
含能破片冲击起爆总释能的绝热法测量方法


[0001]本申请属于传热量测量
，尤其是涉及一种含能破片冲击起爆总释能的绝热法测量方法。

技术介绍

[0002]含能破片是一种在高速撞击目标条件下能够发生剧烈爆轰反应的毁伤元素，其配方通常包括铝热剂、金属间化合物、金属/聚合物混合物、亚稳态分子间复合物、复合材料和氢化物等。相比于传统惰性破片，含能破片在侵彻目标的过程中会释放大量的能量，造成目标穿孔面积、目标内部的燃油/电子设备损毁程度大大增加现象，大幅提高了对目标的毁伤能力。
[0003]目前，绝热法是测量炸药爆热的主要方法，但该方法需要样品处于静止状态，无法直接应用于高速飞行样本的总释能测量。基于超压转换的含能破片冲击起爆总释能测量方法为间接测量法，采用测量含能破片冲击起爆后的超压峰值，再利用热力学定律转换得到活性元的总释能。然而，该技术存在如下的缺点：1)空气与理想气体存在差异；2)超压变化规律复杂，实际升温过程与理想的绝热升温过程存在差异；3)含能破片的氧化、燃烧过程需要较长时间，且不会产生超压，而氧化、燃烧所产生的能量甚至高于爆轰所产生的能量，与瞬态完全反应的假设存在较大差异。
[0004]因此，现有测量含能破片冲击起爆总释能的方法一般采用测量冲击起爆超压值，经过转换得到总释能，由于这些方法忽略了不会产生超压的燃烧过程，且转换过程视空气为理想气体，因此测量误差较大。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种含能破片冲击起爆总释能测量方法，以减小测量误差。
[0006]为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：
[0007]一种含能破片冲击起爆总释能测量方法，其中测量装置包括量热计、测速光幕靶阵列以及破片动能加载装置；所述量热计包括壳体、设置在壳体中的外桶以及设置在外桶中的内桶，所述外桶包括由内外桶体包围形成的外桶腔体，该外桶腔体中填充传热介质；所述内桶包括由内外桶体包围形成的内桶腔体，该内桶腔体中填充蒸馏水，并设有搅拌器；该量热计一端形成依次贯穿所述壳体、外桶、内桶的破片飞行通道，被测含能破片可经该破片飞行通道进入内桶的内腔室，该内腔室内沿含能破片进入方向依次设有多层靶板；该方法包括如下步骤：
[0008]对测量装置的内桶系统进行热容标定，得到内桶系统总热容W；
[0009]基于绝热法进行冲击起爆总释能测量，包括：
[0010]开动搅拌器均匀搅拌，使内桶水温度分布均匀；
[0011]发射含能破片，含能破片进入内桶后立即关闭破片飞行通道；
[0012]在发射含能破片后至内桶水温度变化趋于稳定的第一阶段，含能破片撞靶后每隔
预定时间记录一次温度，温度升到最高开始下降前一个读数或温度不变化时的第一个读数作为温度的最终读数；
[0013]在内桶水温稳定后的第二阶段，每隔预定时间记录温度；
[0014]生成内桶温度计与外桶温度计分别测量得到的内桶水与外桶传热介质的温度变化曲线，得到内桶水温升Δt；
[0015]计算含能破片冲击起爆总释能Q
v
＝WΔt。
[0016]在另外的一些示例中，所述壳体还设有外循环泵，用于使外桶介质温度稳定地跟踪内桶水温。
[0017]在另外的一些示例中，所述外桶腔体内设有外桶温度计，所述内桶腔体内设有内桶温度计，所述温度计均分别与控温仪、温度记录仪连接。
[0018]在另外的一些示例中，所述量热计还包括绝热阀门，该绝热阀门用于在破片进入所述破片飞行通道前保持打开状态，并在所述破片通过所述破片飞行通道进入所述内桶的内腔室后封闭该破片飞行通道。
[0019]在另外的一些示例中，所述内腔室内还设有用于测量爆轰时温度的温度传感器。
[0020]在另外的一些示例中，所述内桶的内桶体与外桶体之间，以及内桶的外桶体与外桶的内桶体分别之间分别设有绝热支撑。
[0021]在另外的一些示例中，对内桶系统进行热标定包括基于绝热法对内桶系统进行热容标定以及基于DSC法对靶板、温度传感器进行热容标定。
[0022]其中，所述内桶系统包括内桶壳体、内桶水、绝热阀门以及内桶空气。
[0023]在另外的一些示例中，所述基于绝热法对内桶系统进行热容标定包括第一阶段标定试验和第二阶段标定试验。
[0024]其中，所述第一阶段为苯甲酸点火后至内桶水温变化趋于稳定的阶段，第二阶段为内桶水温度稳定后的阶段。
[0025]本申请提供的装置及方法能够直接测量含能破片冲击起爆总释能，具有测量精度高、测量速度快、测量成本低的特点。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为根据本申请实施例的含能破片冲击起爆总释能测量装置结构示意图；
[0028]图2为根据本申请实施例的含能破片冲击起爆总释能测量方法流程示意图；
[0029]图3为根据本申请实施例的内桶系统标定流程示意图；
[0030]图4为根据本申请实施例的冲击起爆总释能测量过程示意图。
[0031]图中：
[0032]100
‑
量热计，101
‑
壳体，102
‑
外桶，103
‑
内桶，104
‑
外循环泵，105
‑
防弹保护装置；
[0033]1021
‑
外桶温度计；
[0034]1031
‑
靶板，1032
‑
超压传感器/温度传感器，1033
‑
绝热阀门，1034
‑
搅拌器，1035
‑
内桶温度计，1036
‑
绝热支撑；
[0035]200
‑
测速光幕靶阵列；
[0036]300
‑
破片动能加载装置，301
‑
破片；
具体实施方式
[0037]以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节，以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0038]图1为根据本申请实施例的含能破片冲击起爆总释能测量装置结构示意图。如图1所示，该测量装置包括量热计100、测速光幕靶阵列200以及破片动能加载装置300。
[0039]所述量热计100包括壳体101、设置在壳体101中的外桶102以及设置在外桶中的内桶103。所述外桶102包括由内外桶体包围形成的外桶腔体，该外桶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含能破片冲击起爆总释能测量方法，其中，测量装置包括量热计、测速光幕靶阵列以及破片动能加载装置；所述量热计包括壳体、设置在壳体中的外桶以及设置在外桶中的内桶，所述外桶包括由内外桶体包围形成的外桶腔体，该外桶腔体中填充传热介质；所述内桶包括由内外桶体包围形成的内桶腔体，该内桶腔体中填充蒸馏水，并设有搅拌器；该量热计一端形成依次贯穿所述壳体、外桶、内桶的破片飞行通道，被测含能破片可经该破片飞行通道进入内桶的内腔室，该内腔室内沿含能破片进入方向依次设有多层靶板；其特征在于，该方法包括如下步骤：对测量装置的内桶系统进行热容标定，得到内桶系统总热容W；基于绝热法进行冲击起爆总释能测量，包括：开动搅拌器均匀搅拌，使内桶水温度分布均匀；发射含能破片，含能破片进入内桶后立即关闭破片飞行通道；在发射含能破片后至内桶水温度变化趋于稳定的第一阶段，含能破片撞靶后每隔预定时间记录一次温度，温度升到最高开始下降前一个读数或温度不变化时的第一个读数作为温度的最终读数；在内桶水温稳定后的第二阶段，每隔预定时间记录温度；生成内桶温度计与外桶温度计分别测量得到的内桶水与外桶传热介质的温度变化曲线，得到内桶水温升Δt；计算含能破片冲击起爆总释能Q
v
＝WΔt。2.根据权利要求1所述的含能破片冲击起爆总释能测量方法，其特征在于，所述壳体还设有外循环泵，用于使外桶介质温度稳定地跟踪内桶水温。3.根据权利要求2所述的含能破片冲击起爆总释能测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，韩秀凤，袁伟，李家垒，赵锋涛，牛云波，占君，文学军，乔鹏贺，彭志光，田世君，田昌伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二四分队，
类型：发明
国别省市：