炸药爆发点自动检测方法及装置

摘要

一种炸药爆发点自动检测方法及装置，属于爆炸物工业设备领域，方法是：通过高精度控温模型加热空气浴，使空气浴的温度达到设定的目标温度并恒温，将装有30mg炸药的试样盒投入空气浴中，测量从试样盒投入空气浴中自行加热到爆炸的延滞时间，同时测量爆炸时空气浴的实测温度，排除爆炸遗留的废物后改变目标温度重复试验，自动获得十个试样盒爆炸时的延滞时间和空气浴的实测温度，采用爆发点计算模型实现对该炸药5秒延滞期爆发点的自动计算。检测装置为相互连接的进样模块、加热炉、测时模块、控温模块、测温模块、排废模块和控制模块。本发明以空气浴取代伍德合金作为热传导介质，实现自动化、智能化和实时处理，便于实际工程的广泛应用。

主权项

1.一种炸药爆发点自动检测方法，其特征在于，是通过高精度控温模型加热密封空气浴，使空气浴的温度达到设定的目标温度并保持恒温，将装有30mg炸药的试样盒投入空气浴中，待试样盒中炸药爆炸时测量从试样盒投入空气浴中自行加热到爆炸的延滞时间，同时测量当前空气浴的实测温度，排除爆炸遗留的废物后，再改变空气浴的目标温度重复试验，获得十个试样盒爆炸时的空气浴实测温度和延滞时间，采用爆发点计算模型实现对该炸药5秒延滞期爆发点的自动计算，首先将10个30mg的某炸药分别密封封装于试样盒(14)，将10个试样盒(14)分别置于放样孔(151)，然后进行检测；所述的检测包括有如下步骤：由键盘(62)分别对10个试样盒设定试验时空气浴的目标温度A_i(1≤i≤10)，并将A_i反馈给单片机系统(61)；单片机系统(61)通过依次连接的A/D转换电路(43)、温度变换电路(42)和置于加热圈(44)内的控温PT100传感器(41)，以3ms为周期，采集加热圈(44)的实时温度T_k(k＝1，2，3，……)，所述的加热圈(44)对炉体(73)加热，并通过炉体(73)的热传导效应对加热腔(74)中的空气浴加热；单片机系统(61)依据第i(1≤i≤10)个目标温度A_i和加热圈(44)的实时温度T_k，采用高精度控温模型，通过光电耦合电路(46)控制双向可控硅(45)，实现对加热圈(44)的加热功率调节，使加热腔(74)中空气浴温度达到第i个目标温度A_i，并保持恒温；所述的高精度控温模型是对单片机系统(61)设定的目标温度A_i和采集的实时温度T_k采用位置式PID算法建立控温模型，建模过程为：确定经验值K_P、K_I、K_D，依据目标温度A_i(1≤i≤10)和第k次采集的实时温度T_k(k＝1，2，3，……)，获得加热圈(44)每1秒钟的加热时间t_h：其中k＝1，2，3，……；1≤i≤10；当加热腔(74)中空气浴恒温180秒后，单片机系统(61)通过步进电机驱动电路(16)控制步进电机(12)，使与其相连接的旋转进样盘(15)转动18°，置于放样孔(151)中的第i(1≤i≤10)个试样盒(14)从进样孔(133)掉入加热腔(74)的空气浴中，同时单片机系统(61)开始计时，并驱动步进电机(12)使旋转进样盘(15)再转动18°，所述旋转进样盘(15)的10个放样孔(151)两两夹角为36°；待第i(1≤i≤10)个试样盒(14)中的炸药爆炸时，与加热腔(74)连通的排废通道(75)上的声音传感器(21)收到爆炸声后经过声音变送电路(22)促使单片机系统(61)停止计时，获得第i(1≤i≤10)个试样盒(14)中炸药爆炸的延滞时间τ_i(1≤i≤10)；与此同时，单片机系统(61)通过依次连接的A/D转换电路(53)、温度变换电路(52)和测温PT100传感器(51)采集第i(1≤i≤10)个试样盒(14)中炸药爆炸时加热腔(74)中当前空气浴的实测温度T_i(1≤i≤10)，所述测温PT100传感器(51)是置于炉体(73)内、紧贴加热腔(74)底部中心位置放置；单片机系统(61)通过光电隔离电路(33)控制继电器(32)动合触点接通，启动吸尘器(31)，由排废通道(75)排除加热炉(74)中爆炸遗留的废物；重复上述步骤，依次完成10个样品盒(14)在不同目标温度A_i下的试验，采用单片机系统(61)自动测量每个样品盒中炸药爆炸的延滞时间τ_i和当前空气浴的实测温度T_i，采用爆发点计算模型实现对该炸药5秒延滞期爆发点的自动计算；所述的爆发点计算模型是对单片机系统自动测量的10个延滞时间τ_i和实测温度T_i采用一元回归法建立5秒延滞期爆发点的计算模型，建模过程为：十次试验得到延滞时间数据τ_i(1≤i≤10)、温度数据T_i(1≤i≤10)，该炸药5秒延滞期爆发点T_5s为：其中：$A=\frac{1}{10}(\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{\tau }_i-B\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}\frac{1}{T_i}),$$B=\frac{10\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}\frac{\ln {\tau }_i}{T_i}-\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{\tau }_i\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}\frac{1}{T_i}}{10\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{\left(\frac{1}{T_i}\right)}^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}\frac{1}{T_i}\right)}^2}.$