[发明专利]固体推进剂静电感度测试装置

说明书

技术领域

本发明属于材料测试技术领域，涉及材料安全性测试技术，特别是固体推进剂静电感度的一种测试装置。

背景技术

固体推进剂是利用自身燃烧释放能量，为固体火箭发动机等航天飞行器提供能源的一种含能材料，是目前最主要的导弹用推进剂。固体推进剂对外界静电激源具有一定的敏感性。当静电放电过程中所释放的能量足够大时，固体推进剂有被引燃的可能。对于确定组成的推进剂，存在一个临界静电放电能量。固体推进剂在受到超过该临界能量的作用时，就有可能被引燃。静电感度测试就是通过一定的实验装置，确定这一临界能量的数值，以此作为衡量固体推进剂静电危险性的尺度。准确测量固体推进剂的静电感度，对于指导推进剂的安全使用和防护非常重要。如果该能量的测试值偏大，就会对潜在的危险认识不够，有可能不采取相应的防护措施，最终可能造成推进剂引燃、进而导致人员伤亡和武器装备的损失。

目前常用的固体推进剂静电感度测试主要测试静电放电过程对推进剂的影响，其装置的原理如附图1所示。电路连接方式为：直流高压电源与电容构成充电回路，电容、针电极、被测试样(测试时加入，放置于板电极之上，厚度为0.5mm)、板电极(针、板两电极间距为1mm)构成放电回路，电容两端接静电伏特计测量其充电电压。使用该装置测试推进剂静电感度的具体实施方法为：开关首先接通充电回路，连接直流高压电源与电容(电容值为C)，对电容充电，使用静电伏特计测量充电电压(U)。电容充电完毕后，电容上储存的总能量为即为作用在被测试样上的放电能量。再用开关接通放电回路，对被测试样进行放电作用。根据被测试样发生引燃与否，依据勃罗西登法调整电容的充电电压，以改变作用在被测试样上的放电能量。不断调整作用在被测试样上的放电能量，对同一被测试样进行至少25次测试，测试结果按照标准GJB/Z377A-94《感度试验用数理统计方法》中的方法进行处理，求得被测试样发生引燃的可能性为50％的临界放电能量E50。

现有测试装置的主要不足在于：(1)把电容上总能量记为作用在被测试样上的放电能量，这是一种简化处理方式，即认为电容上的能量完全作用于被测试样上，未考虑放电回路的实际能量损耗，因此测试结果存在系统误差，一般测试结果偏大；(2)被测试样不与针电极接触，导致电容放电能量的一部分损耗在使针电极与试样之间的空气击穿，造成测试结果偏大；(3)对被测试样的放电时间短，可能导致部分推进剂试样不引燃，无法测试其静电感度。

发明内容

本发明的目的是：克服现有固体推进剂静电感度测试装置的上述缺点，解决不考虑放电回路能量损耗、针电极与被测试样之间空气击穿能量损耗导致测试结果偏大、放电时间短导致推进剂不引燃等问题，提出一种精度更高的固体推进剂静电感度测试装置。

本发明技术方案的基本原理是：测试实际作用于推进剂被测试样上的电压和电流值，进而计算出作用被测试样上的实际放电能量。

本发明的技术方案是：一种固体推进剂静电感度测试装置，包括直流高压电源、电容、电阻R1、电阻R2、针电极、板电极、开关、第一电压探头、第二电压探头和电压处理器。其中，直流高压电源、开关、电阻R1和电容依次顺序连接构成充电回路，电容、电阻R1、开关、针电极、被测试样(使用时加入)、板电极、电阻R2依次顺序连接构成放电回路；第一电压探头接在电容两端；第二电压探头接在电阻R2两端；电压处理器分别与两个电压探头连接。使用时，被测试样放在针电极和板电极之间，并且分别与针电极和板电极相接触。

本发明的有益效果是：通过使用两个电压探头分别测量电容两端的电压U_C和电阻R2两端的电压U₂，通过进一步计算得到直接作用于被测试样的电流I和电压U_S，从而可精确地计算出作用于被测试样的放电能量，解决了现有测试装置不考虑测试电路的能量损耗导致测试结果存在系统误差的问题；被测试样分别与针电极和板电极相接触，解决了电极与被测试样之间空气击穿引起能量损耗的问题；通过在测试电路中引入电阻R1和电阻R2，使放电作用时间足够长，解决了放电时间短可能会导致推进剂不引燃的问题。

附图说明

图1是目前常用的固体推进剂静电感度测试装置电路图；

图2是本发明具体实施方式一提供的固体推进剂静电感度测试装置电路图；

图3是本发明具体实施方式二提供的固体推进剂静电感度测试装置电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。