[发明专利]固体推进剂声共振混合安全状态评估方法及在线监测系统

权利要求书

1.一种固体推进剂声共振混合安全状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取待混合推进剂物料的安全挤压应力σ₀；

(2)获取混合过程中推进剂物料所受的振动作用力，即声共振混合容器底部的作用力F(t)；F(t)通过以下方法，根据系统消耗的功率、加速度来进行换算：

由于系统的运动具有振动激振频率的倍周期性，将计算时间平均的积分区间取为2T，有：

其中，W为平均功率，T为系统振动周期，t的积分区间为[0,2T]，t′的积分区间为[0,t]；

将声共振混合容器底座的加速度a(t)数据代入公式(1)的a(t′)中，并将系统消耗的平均功率W代入公式(1)，换算求解得到F(t)；

其中，在声共振混合容器底座上固定一个加速度传感器，用以实时记录声共振混合容器底座的加速度a(t)；加速度a(t)的信号经过传感器的采集过后，经过前置信号处理和数据采集模块进入计算机显示和做进一步处理分析；

(3)获取物料与声共振混合容器底部的接触面积S，则得到挤压应力σ(t)：

取σ(t)的最大值得到混合过程最大挤压应力σ_m；

(4)计算固体推进剂声共振混合系统的混合安全系数n：

n大于1说明固体推进剂声共振混合系统当前处于安全状态；

还设定安全预警系数k和安全系数n₀，1kn₀n₀；当实际计算的混合安全系数n小于预先设定的安全系数n₀时系统报警，并提示改变振动强度来保证安全生产状态；当实际计算的混合安全系数nkn₀的时候系统报警并停机，以保证安全生产状态。

2.如权利要求1所述的一种固体推进剂声共振混合安全状态评估方法，其特征在于，步骤(1)中，安全挤压应力σ₀直接从过往已知数据中获取，或者经实际测算获得；

若通过实际测算获得，则安全挤压应力的测算时间点选择在推进剂物料混合过程之前、混合的某一阶段结束之后，或者选择在混合的整体流程结束之后测算以供新的监测过程中直接获取。

3.如权利要求2所述的一种固体推进剂声共振混合安全状态评估方法，其特征在于，步骤(1)中对于安全挤压应力的测量包括：

对推进剂物料进行施压实验，压力由小逐渐加大，直到推进剂物料开始出现轻微燃爆现象，此时即为临界状态，记录此时压力机上的压力值F₀；

计算物料所受施压的作用面积S₀；

计算得到安全挤压应力

4.如权利要求1所述的一种固体推进剂声共振混合安全状态评估方法，其特征在于，在物料与容器底部接触面积不方便测量的情况下，以声共振混合容器的底面积代替S。

5.一种固体推进剂声共振混合安全状态在线监测系统，其特征在于，包括处理器以及固体推进剂声共振混合安全状态评估程序模块，所述固体推进剂声共振混合安全状态评估程序模块在被所述处理器调用时，执行权利要求1～4任一项所述的固体推进剂声共振混合安全状态评估方法。

6.如权利要求5所述的一种固体推进剂声共振混合安全状态在线监测系统，其特征在于，还包括振动台、声共振混合容器底座、力传感器、加速度传感器以及计算机；

所述振动台用于对声共振混合容器底座进行激振从而对声共振混合容器底座内的物料施加声共振应力刺激；所述力传感器用于检测声共振混合容器底部的作用力F(t)；所述加速度传感器用于检测声共振混合容器底座的加速度a(t)；所述计算机包括处理器以及所述固体推进剂声共振混合安全状态评估程序模块，用于接收F(t)和a(t)信号并进行显示和后续处理。