[发明专利]一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置

摘要

一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，包括光源、光分路器、气室、双通道光谱仪及ARM嵌入式解调模块，光源发出的光经传输光纤传输到光分路器，光分路器将光源传输过来的光分为参考光和进入气室的信号光，气室上部和下部分别通过进气通道和出气通道与固体火箭推进剂连通，双通道光谱仪用于接收参考光和从气室出来的信号光，ARM嵌入式解调模块对双通道光谱仪进行信号的实时采集和气体浓度的数据解调。本发明的优点是：成本低，响应快，省时省力，稳定性好，本证安全，通过对推进剂贮存中老化挥发出的二氧化氮气体进行检测，预测推进剂组分化学迁移现象以及失效模式的未来化学状态，从而实现对固体火箭发动机药柱推进剂的无损检测。 1

主权项

1.一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：该在线监测装置包括：

光源，其发出的光经传输光纤传输到光分路器；

光分路器，其将光源传输过来的光分为两路，一路光进入气室作为信号光，另一路光作为参考光；

气室，其上部通过进气通道与固体火箭推进剂连通，下部通过出气通道与固体火箭推进剂连通，所述进气通道上设置有第一阀，所述出气通道上设置有第二阀和采样泵；

双通道光谱仪，其接收光分路器分出的一路参考光和从气室出来的信号光；

ARM嵌入式解调模块，其对双通道光谱仪进行信号的实时采集和气体浓度的数据解调。

2.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述光源为中心波长455nm、5W功率的蓝光LED光源。

3.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述光分路器与气室之间依次设置有准直器和第一小孔光阑，所述光分路器分出的一路光是先由传输光纤传输到准直器并由准直器准直为平行光，再通过第一小孔光阑滤除杂散光后入射到气室内。

4.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述气室与双通道光谱仪之间依次设置有第二小孔光阑、第二透镜、滤光片及耦合器，由气室出来的信号光是先经过第二小孔光阑滤除杂散光并由第二透镜进行聚焦后，再经过滤光片耦合到传输光纤，最后通过传输光纤入射到双通道光谱仪。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述的传输光纤的直径为600um，数值孔径为0.22。

6.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述光源与ARM嵌入式解调模块之间设置有光源控制器。

7.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述气室内设置有焦距相同且近共焦放置的一块方形凹面反射镜和两块圆形凹面反射镜，所述方形凹面反射镜位于气室内腔顶部，所述两块圆形凹面反射镜位于气室内腔底部。

8.根据权利要求7所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述方形凹面反射镜和圆形凹面反射镜均在其反射铝膜上另镀了一层SiO₂保护膜。

9.根据权利要求1所述的一种固体火箭推进剂挥发气体光纤无损在线监测装置，其特征在于：所述进气通道上还设置有气体滤膜，所述气体滤膜位于第一阀与固体火箭推进剂之间。