[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

说明书

本发明涉及一种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，属于多相流混合领域。该方法包括：(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)；(3)获取物料与声共振混合容器底部的接触面积S，得到挤压应力σ(t)，其最大值为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。本发明无需直接在物料中设置应变片，大大提升了应力监测技术本身的安全性，且可对声共振混合过程进行动态的安全状态评估与监测，有利于声共振混合过程的安全管控。

技术领域

本发明属于多相流混合领域，更具体地，涉及一种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。

背景技术

声共振混合装填技术是一种新型装药方式，不同于现有混合方式，安全性是装药的基础和关键技术，除了解决工艺路线和设备研制方面涉及到的安全问题外，还需要从进一步从安全评估方面确保装药的安全性，为实现装药的安全要求提供保障。声共振混合过程中主要存在静电、温升和应力等安全因素。

静电和温度可以通过温度传感器和静电测试仪进行直接检测，而应力的测量难以直接进行。声共振高强度混合过程中，复合含能材料药浆之间以及与产品壁面之间存在摩擦和碰撞，药浆会受到一定的应力刺激，当应力刺激超过复合含能材料的安全阈值时，会引起安全事故。因此，通过对应力的监测来评估安全状态，是保证复合含能材料的安全生产的重要手段。

常见的应力测试方法主要用到应力仪应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号，而转化为电信号进行分析和测量。

应力测试一般的方法是将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片其实就是应用了这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。但是，在含能材料声共振混合过程中，如果通过应变片的方法来测定应力，需要将应变片插放在含能物料中，这个在生产的规范性和安全性上存在严重缺陷，无法满足含能材料声共振混合的生产要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种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，其目的在于，在含能材料声共振混合过程中进行声共振混合安全状态评估。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种固体推进剂声共振混合安全状态评估方法，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)；

(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。

进一步地，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。

进一步地，步骤(1)中对于安全挤压应力的测量包括：