Установка для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции взрывчатых веществ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции взрывчатого вещества (ВВ).

В качестве исходной установки был использован прибор для определения температуры вспышки [1], состоящий из цилиндрической бани с обогревом, наполненной сплавом Вуда, термометра и металлической гильзы, при этом используемая установка не позволяет точно определять период индукции ВВ и в сравнении с предлагаемой установкой имеет ряд существенных недостатков:

- малая точность отсчета времени, особенно при малых временах задержки, вследствие чего увеличивается разброс показаний от опыта к опыту при данной температуре;

- влияние на температуру вспышки некоторых побочных факторов, связанных с устройством известных установок (прогрев гильзы, разнообразие гильз, их загрязнения, неоднообразное закрывание гильз пробками);

- малое постоянство температуры, при которой происходит химическое разложение навески взрывчатого вещества;

- длительность проведения работы.

Задача изобретения - разработать установку для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции ВВ, позволяющую с большей достоверностью и высокой точностью определять температуру вспышки, период индукции ВВ и повысить безопасность работы. Повысить достоверность и точность определения температуры вспышки и периода индукции ВВ позволило введение фотоэлемента и термопары в гильзу.

Предлагаемая установка для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции ВВ с применением термопары и фотоэлемента позволяет более точно фиксировать температуру нагрева и момент вспышки ВВ в гильзе, передавать информацию на блок управления и на электронную вычислительную машину (ЭВМ), на экране которой отображается время периода индукции и график зависимости времени периода индукции от температуры вспышки ВВ. Использование термопар позволило избежать неточностей, допускаемых термометрами, т.к. не учитывалась поправка на выступающий столбик ртути и температуру ртути в месте отсчета показаний. Кроме того, термометры часто выходят из строя при соприкосновении с расплавленным сплавом или при затвердевании сплава в бане. Использование термопары в гильзе повысило точность определения температуры вспышки ВВ.

В качестве чашечки загрузочного устройства применена конусная медная чашечка-пробка с одетым на нее коротким цилиндром. Это обеспечивает более однообразное закрывание гильзы с навеской взрывчатого вещества и лучшее выключение секундомера на блоке управления при вспышке.

Использование гильзы из быстронагреваемого металла, термопары в гильзе, фотоэлемента в гильзе, связанного через блок управления с секундомером и останавливающего отсчет времени секундомером при его (фотоэлемент) срабатывании, позволило определить, что температуры вспышки ВВ и кривые зависимости времени периода индукции от температуры ниже, чем температуры вспышки и времени периода индукции от температуры, полученные на старом приборе. Это объясняется тем, что при определении чувствительности ВВ к нагреву на новом приборе из общего времени периода индукции исключается время, необходимое на прогрев гильзы. При нагреве гильзы с навеской ВВ, как это делалось на старом приборе, до определенной температуры самоускорение реакции разложения наступает через более длительный промежуток времени, чем при погружении этой навески ВВ в гильзу, предварительно нагретую до той же температуры. Лучшими условиями для самоускорения реакции в этом случае можно объяснить и снижение температуры вспышки взрывчатых веществ. В разработанной установке секундомер отключается автоматически при срабатывании фотоэлемента, что позволило повысить точность определения времени периода индукции. Также имеется возможность отображения времени периода индукции ВВ и графика зависимости времени периода индукции от температуры на ЭВМ.

Установка для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции ВВ представлена на фиг. 1 и состоит:

1 - цилиндрическая баня с легкоплавким сплавом;

2 - медная гильза;

3 - термопара;

4 - металлическая стойка;

5 - рукоятка;

6 - металлический рычаг с пружиной;

7 - чашечка-пробка;

8 - электромагнит;

9,10 - контакты;

11 - блок управления;

12 - кнопка «Пуск»;

13 - электрический обогреватель;

14 - термопара;

15 - фотоэлемент;

16 - ЭВМ.

Установка для определения чувствительности к тепловому импульсу и периода индукции взрывчатых веществ (фиг. 1) состоит из цилиндрической бани (1) с легкоплавким сплавом, загрузочного устройства для подачи навески взрывчатого вещества в гильзу.

Обогрев бани производится электрическим током.

В крышке бани укреплена медная гильза (2) с термопарой (14) и фотоэлементом (15) и термопара (3). В установке для определения температуры нагрева применена термопара (3).

Загрузочное устройство для подачи навески взрывчатого вещества в гильзу смонтировано на специальной металлической стойке (4), которая при помощи рукоятки (5) может свободно поворачивается вокруг своей оси до определенного положения. Это устройство состоит из металлического рычага (6) с пружиной, чашечки-пробки (7) для подачи навески взрывчатого вещества в гильзу и закрывания гильзы, электромагнитна (8), контактов (9, 10), электрического обогревателя (13), поддерживающего в цилиндрической бане (1) заданную на блоке управления (11) (фиг. 2) температуру, блока управления (11), позволяющего регулировать и устанавливать температуру в гильзе, отображающего температуру в цилиндрической бане и гильзе, время от начала нагрева навески до вспышки (секундомер), фиксировать с помощью фотоэлемента момент вспышки ВВ в гильзе и передавать полученную информацию на ЭВМ, кнопки «Пуск», размыкающей контакты электромагнита. Рычаг под действием пружины, укрепленной в его основании, стремится повернуться таким образам, чтобы чашечка попала в гильзу бани при определенном положении вращающейся стойки.

Сущность работы на данной установке состоит в следующем. Баня, наполненная легкоплавким сплавом, нагревается до определенной температуры, которая регистрируется термопарой (3), тем самым разогревая гильзу до заданной температуры, которая фиксируется термопарой (14). Необходимая температура гильзы в бане устанавливается и поддерживается при помощи блока управления (11).

Рукоятка (5) отводится в сторону, поворачивая при этом стойку (4) до тех пор, пока замкнется контакт (9) электромагнита. При этом будет обеспечено определенное положение стойки и электромагнит (8) будет удерживать рычаг (6) в оттянутом положении. Пружина рычага, сжатая предварительно, будет сохранять свое сжатое состояние. В чашечку (7), укрепленную на конце рычага, помещается навеска взрывчатого вещества. После этого рукоятка (5) вместе со стойкой (4) поворачивается в обратную сторону до упора. Как только стойка займет свое крайнее положение и после нажатия кнопки «Пуск» (12), контакт электромагнита размыкается и рычаг (6) под действием пружины повернется вокруг своей оси. При этом чашечка (7) попадает в отверстие гильзы, сбрасывает в гильзу навески взрывчатого вещества и закрывает гильзу. Одновременно с этим включается запись информации на ЭВМ, имеющийся на рычаге (6) упор замкнет контакты (10) электросекундомера на блоке управления (11), и электросекундомер начинает отсчитывать время до вспышки с отображением и фиксаций времени индукции ВВ на ЭВМ. Во время вспышки срабатывает фотоэлемент, фиксирующий вспышку ВВ в гильзе, момент вспышки ВВ, зафиксированный фотоэлементом, отображается на ЭВМ, при срабатывании фотоэлемента выключается секундомер. При вспышке ВВ рычаг (6) отскакивает, размыкает контакты и выключает секундомер. Снимается время от начала нагревания до момента вспышки ВВ.

После этого на ЭВМ создается новый файл для записи времени индукции ВВ, рычаг (6) отводится до соприкосновения с электромагнитом, стойка (4) при помощи рукоятки поворачивается до замыкания контактов электромагнита и прибор готов для следующего испытания.

Блок-схема блока управления (11) (фиг. 2) состоит:

- мультиплексор;

- аналоговый цифровой преобразователь (АЦП);

- микропроцессор.

Мультиплексор используется для получения сигнала от нескольких удаленных датчиков и передачи их по единой линии. АЦП используется для преобразования физической величины в соответствующее числовое представление. Микропроцессор используется для управления передачи информации между микропроцессорной памятью, оперативным запоминающим устройством, периферийными устройствами.

Источники информации

1. Челышев В.П., Шехтер Б.И., Шушко Л.А. Теория горения и взрыва. М.: МО СССР, 1970. С. 466, рис. 46, 1. Прибор вспышки.