一種測量固體推進劑燃速的電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及固體推進劑燃速測試技術，具體涉及一種測量固體推進劑燃速的電路。
【背景技術】
[0002]推進劑的燃速是推進劑的重要指標，精確的測量出推進劑的燃速有利于提高固體發(fā)動機設計精度。日本學者Akira Kakami與Ryoma Hiyamizu在《Laser-AssistedCombust1n of Solid Propellant at Low Pressures))一文中，提出了一種測量推進劑燃速的方法，在推進劑旁邊放置一把刻度尺，用高速攝影儀拍攝推進劑的燃燒過程，在視頻中觀測推進劑燃面在刻度尺的位置，用燃面在刻度尺位置的變化除以視頻中的時間間隔，從而獲得燃速。這種方法精度低，只適合測量燃速低、能量低的推進劑，對于高能高燃速的推進劑由于燃燒的太快，火焰亮度太高，無法觀測到推進劑燃面在刻度尺的位置。
[0003]中國學者 Yan Q1-long 在《Combust1n mechanism of double-base propellantcontaining nitrogenheterocyclic nitroamines (I): The effect of heat and masstransfer tothe burning characteristics))一文中提出，將多跟金屬絲插入到推進劑內部中，金屬絲與電路相連，隨著推進劑的燃燒，金屬絲被熔斷，電路中的電流發(fā)生改變，根據電流的變化和時間間隔可以求出推進劑的燃速，在推進劑中插入金屬絲會加快推進劑的燃速，所以上述測量方法測到的推進劑的燃燒偏大；另一方面，這種內置金屬絲測量燃速的方法不能在很細的推進劑試樣中使用，由于不能放置太多的金屬絲，使得測量精度有限?’最后，由于推進劑是危險化學品，中國只有少數幾家公司可以制造推進劑，直接購買成品的推進劑無法將金屬絲放入到推進劑內部。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供了一種測量固體推進劑燃速的電路，解決了小試樣高燃速高亮度固推進劑燃速不易測量的問題。
[0005]實現本實用新型目的的技術解決方案為:一種測量固體推進劑燃速的電路，包括依次連接的電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻&再與電源負極連接；所述的可變電阻電路包括導電薄片、第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn，n ^ 3，第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn依次串聯(lián)；導電薄片包括薄片和金屬絲，m根金屬絲平行設置在薄片上，m=n，m根金屬絲的一端均與電源正極相連，另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、......、第η電阻Rn 對應連接，第η電阻Rn的另一端與數據采集卡連接。
[0006]所述薄片的基體材料采用熱固性樹脂。
[0007]本實用新型與現有技術相比，其顯著優(yōu)點在于:(I)測量精度高，由于導電薄片是貼在推進劑的表面，不會影響推進劑本身的燃速。
[0008](2)測量精度可調，由于導電薄片是自己做的，導電薄片中的相鄰兩根金屬絲的間隔可調，通過調整相鄰兩根金屬絲的間距，從而調整測量精度。
[0009](3)應用范圍廣，既可測量高燃速的推進劑，也可測量低燃速的推進劑。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的一種測量固體推進劑燃速的電路的示意圖。
[0011]圖2為本實用新型的一種測量固體推進劑燃速的電路的導電薄片的示意圖。
[0012]圖3為本實用新型的一種測量固體推進劑燃速的電路連線圖。
[0013]圖4為本實用新型的一種測量固體推進劑燃速的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
[0015]結合圖1，圖2和圖3，一種測量固體推進劑燃速的電路，包括依次連接的電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻Rx再與電源負極連接；所述的可變電阻電路包括導電薄片1、第一電阻RU第二電阻R2、……、第η電阻Rn，η彡3，第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn依次串聯(lián)，導電薄片I包括薄片2和金屬絲3，m根金屬絲3平行設置在薄片2上，m=n，m根金屬絲3的一端均與電源正極相連，另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn —一對應連接，第η電阻Rn的另一端與數據采集卡連接。
[0016]薄片2的基體材料采用熱固性樹脂。
[0017]結合圖4，一種測量固體推進劑燃速的方法，步驟如下:
[0018]步驟I)設置測量固體推進劑燃速的電路:
[0019]將m根金屬絲3平行設置在薄片2上，m根金屬絲3的一端均與電源正極相連，另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、......、第η電阻Rn 對應連接，其中第一電阻R1、
第二電阻R2、……、第η電阻Rn依次串聯(lián)；再依次連接電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻&與電源負極連接。
[0020]步驟2)將導電薄片I設置在待測燃速的推進劑表面。
[0021]步驟3)點燃推進劑。
[0022]步驟4)燃燒中的推進劑將導電薄片I中的金屬絲3燒斷，每燒斷一根金屬絲3，電路中的電流就會發(fā)生改變，根據數據采集卡采集到的電流變化的時間間隔t和導電薄片I中的相鄰兩根金屬絲3之間的距離L測出推進劑的燃速V，推進劑燃速V=L/t。
[0023]實施例1
[0024]結合圖1，圖2和圖3，一種測量固體推進劑燃速的電路，包括依次連接的電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻Rx再與電源負極連接；所述的可變電阻電路包括導電薄片1、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6依次串聯(lián)，導電薄片I包括薄片2和金屬絲3，6根金屬絲3平行設置在薄片2上，6根金屬絲3位于同側的一端均與電源正極相連，位于同側的另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6 對應連接，第六電阻R6的另一端與數據采集卡連接。
[0025]薄片2的基體材料選用聚丁二烯樹脂。
[0026]結合圖4，一種測量固體推進劑燃速的測量方法，步驟如下:
[0027]步驟I)設置測量固體推進劑燃速的電路:
[0028]將6根金屬絲3平行設置在薄片2上，6根金屬絲3位于同側的一端均與電源正極相連，位于同側的另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6——對應連接，其中第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6依次串聯(lián)；再依次連接電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻&與電源負極連接。
[0029]步驟2)將導電薄片I設置在待測燃速的推進劑表面。
[0030]步驟3)點燃推進劑。
[0031]步驟4)燃燒中的推進劑將導電薄片I中的金屬絲3燒斷，每燒斷一根金屬絲3，電路中的電流就會發(fā)生改變，根據數據采集卡采集到的電流變化的時間間隔t和導電薄片I中的相鄰兩根金屬絲3之間的距離L測出推進劑的燃速V，推進劑燃速V=L/t。
[0032]電源I的電壓為5V，R1=R2=R3=R4=R5=R6=10歐姆，兩相鄰的金屬絲的間隔距離為1mm，當推進劑剛點火，推進劑未燃燒時，所述數據采集卡采集到的電流為500毫安，當推進劑點燃并開始燃燒后，燒斷第一根金屬絲，此時數據采集卡采集到的電流為250毫安，此時的時間為11，推進劑繼續(xù)燃燒，依次燒斷第2、3、4、5、6根金屬絲，數據采集卡采集到的電流信號會依次變?yōu)?66.67毫安、125毫安、100毫安、83.3毫安、O毫安，從數據采集卡可以讀到電流突變的時間點依次為t2、t3、t4、t5、t6。則推進劑的燃速依次為l/(t2-tl)、l/(t3-t2)、I/(t4-t3)、I/(t5-t4)、I/(t6_t5)。
[0033]采用本實用新型的測量固體推進劑燃速的電路及其測量方法，測量精度高，由于導電薄片是貼在推進劑的表面，不會影響推進劑本身的燃速。測量精度可調，由于導電薄片是自己做的，導電薄片中的相鄰兩根金屬絲的間隔可調，通過調整相鄰兩根金屬絲的間距，從而調整測量精度。應用范圍廣，既可測量高燃速的推進劑，也可測量低燃速的推進劑。
【主權項】
1.一種測量固體推進劑燃速的電路，其特征在于:包括依次連接的電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻Rx，保護電阻Rx再與電源負極連接；所述的可變電阻電路包括導電薄片(I)、第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn，η彡3，第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn依次串聯(lián)；導電薄片(I)包括薄片(2)和金屬絲(3)，m根金屬絲(3)平行設置在薄片(2)上，m=n，m根金屬絲(3)的一端均與電源正極相連，另一端分別與第一電阻R1、第二電阻R2、……、第η電阻Rn —一對應連接，第η電阻Rn的另一端與數據采集卡連接。2.根據權利要求1所述的測量固體推進劑燃速的電路，其特征在于:所述薄片(2)的基體材料采用熱固性樹脂。
【專利摘要】實用新型公開了一種測量固體推進劑燃速的電路，電路包括依次連接的電源、可變電阻電路、數據采集卡和保護電阻RX，保護電阻RX再與電源負極連接；可變電阻電路含有導電薄片，導電薄片中含有金屬絲，使用本實用新型時將導電薄片貼在待測燃速的推進劑表面，隨著推進劑的燃燒，導電薄片中的金屬絲被燒斷，每燒斷一根金屬絲，電路中的電流會發(fā)生突變，從數據采集卡中可得到電流的突變時間點，兩相鄰金屬絲的間距是已知的，以兩相鄰金屬絲的間距除以對應的電流突變時間間隔便是推進劑的燃速。本實用新型測量精度高、測量范圍廣，既可以測量低燃速推進劑的燃速，也可測量高燃速推進劑的燃速。
【IPC分類】G01N31/12
【公開號】CN204882483
【申請?zhí)枴緾N201520556744
【發(fā)明人】相恒升, 賴華錦, 陳雄, 朱亮, 楊海, 鄭健
【申請人】南京理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月28日