专利名称：含能材料感度的定量检测与自动判定方法
技术领域：
本发明是一种用于炸药、火药、烟火药、固体推进剂等一类含能材料感度智能判定技术，特别是一种含能材料感度的定量检测与自动判定方法。
背景技术：
炸药、火药、烟火药、固体推进剂等一类含能材料的感度，通常指的是这一类材料在外界刺激源的作用下发生燃烧与爆炸的难易程度，它包括:热感度、火焰感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度、冲击波感度、静电火花感度、射频感度，等等，它们是表征含能材料安全特性的基本参数。中国国家军用标准“炸药试验方法”GJB772A-1997规定:当观察到有爆炸声、发光、冒烟、试样变色、与试样接触的击柱表面有痕迹、有分解或爆炸气体产物的气味等现象之一时，均判为爆炸，否则判为不爆。根据这一标准，在检测过程中，含能材料受检试样如果发明显的反应，试验人员可以很容易地作出准确判定；在检测过程中，含能材料受检试样如果仅仅产生轻微的反应，试验人员就很难作出准确判定，甚至出现误判。因此现有技术的感度判定存在有技术缺陷，不适应现代含能材料的发展需要。

发明内容
本发明的目的是要提供一种含能材料感度的定量检测与自动判定方法，它能够有效地避免试验人员的经验因素，可靠地实现含能材料感度的定量检测和自动判定。本发明的技术方案是:设计一种含能材料感度的定量检测与自动判定方法，它包括以下步骤:
步骤一，分析燃爆后的气体类型:分析含能材料燃烧与爆炸后产生的气体类型。步骤二，确定受检气体的典型种类和选择气体传感器:确定含能材料燃烧与爆炸后产生气体的典型种类，并根据气体的典型种类选择与之相适应的气体传感器。步骤三，设定受检典型气体的检出临界值:根据环境空气中受检气体的故有含量和受检典型气体传感器的灵敏度，综合设定受检典型气体的检出临界值。步骤四，受检典型气体的输送与测量:利用真空泵，将试验后反应室的气体输送至气体传感器，气体传感器对受检典型气体进行定量测定。步骤五，受检典型气体的定量分析与感度判定:根据气体传感器测得的受检典型气体的含量，对比设定的受检典型气体检出临界值，采用机械化或者人工智能方式，由计算机系统判定含能材料的感度。本发明的有益效果是:由于对含能材料燃烧与爆炸后产生的气体进行种类分析和选择了相应的气体传感器，因而能够对反应气体进行定量分析。同时由于采用机械式或者计算机系统，实测气体含量和设定检出临界值的对比分析变得更为科学，因而可以克服人工误判和提高判定精度。另外由于检出临界值的设定考虑了检测环境和气体传感器灵敏度的因素，因而比对值合理、检测值可靠。本发明还具有方法简单、操作安全、试验重复性好的优点。
具体实施例方式下面提供实施例分三个部分对本发明进一步说明。第一，检测与判定原理。炸药、火药、烟火药、固体推进剂等一类含能材料的化学结构中通常含有碳C、氢H、氧O、氮N、氯Cl、磷P等元素，随着含能材料的燃烧与爆炸，其化学反应过程往往产生一氧化碳CO、氢气H2、一氧化氮NO、二氧化氮NO2、氯化氢HC1、氮气N2等气体。试验后，检测受检试样周围的气体成份，可以准确的判定受检试样是否发生反应。随着传感器技术和气敏材料的发展，气体传感器技术已经日趋成熟，可以准确的检测出含能材料在燃烧与爆炸后产生的这类气体的含量，而且具有很高的灵敏度，它是本发明所述方法的必要技术手段。第二，梯恩梯炸药撞击感度的测试与判定
步骤一，分析燃爆后的气体类型:分析含能材料燃烧与爆炸后产生的气体类型。梯恩梯炸药分子式为C7H5O6N3，其发生反应时能够产生一氧化氮CO、氮气N2、水H2O等气体。步骤二，确定受检气体的典型种类和选择气体传感器:确定含能材料燃烧与爆炸后产生气体的典型种类,并根据气体的典型种类选择与之相适应的传感器形式。由于空气中也有大量的氮气N2,因此选择监测一氧化氮CO气体。选择与一氧化氮CO气体相适应的气体传感器。步骤三，设定受检典型气体的检出临界值:根据环境空气中受检气体的故有含量和受检典型气体传感器的灵敏度，综合设定受检典型气体的检出临界值。一氧化碳CO的检出临界值设为1.lmg/kg。步骤四，受检典型气体的输送与测量:利用真空泵，将试验后反应室的气体输送至气体传感器，气体传感器对受检典型气体进行定量测定。试验时，每次撞击试验后，及时用真空泵抽取反应室气体输送至一氧化碳CO气体传感器，测出一氧化碳CO气体含量。步骤五，受检典型气体的定量分析与感度判定:根据气体传感器测得的受检典型气体的含量，对比设定的受检典型气体检出临界值，采用机械化或者人工智能方式，由计算机系统判定含能材料的感度。计算机对比分析检测出一氧化碳CO气体含量测定值和设定的一氧化碳CO的检出临界值1.lmg/kg,如果检测出有一氧化碳CO气体产生,则判定受检试样发生了反应，从而判定出梯恩梯炸药的撞击感度。第三，HTPB (端羟基聚丁二烯)基固体推进剂摩擦感度的测试与判定。步骤一，分析燃爆后的气体类型:分析含能材料燃烧与爆炸后产生的气体类型。HTPB (端羟基聚丁二烯)基固体推进剂的主要成份有高氯酸铵NH4C104、铝粉A1、HTPB (端羟基聚丁二烯)粘合剂，其发生反应时能够产生氯化氢HC1、一氧化氮NO、水H2O等气体。步骤二，确定受检气体的典型种类和选择气体传感器:确定含能材料燃烧与爆炸后产生气体的典型种类,并根据气体的典型种类选择与之相适应的传感器形式。选择监测氯化氢HCl气体。步骤三，设定受检典型气体的检出临界值:根据环境空气中受检气体的故有含量和受检典型气体传感器的灵敏度，综合设定受检典型气体的检出临界值。氯化氢HCl气体的检出临界值设为1.1 mg/kg。步骤四，受检典型气体的输送与测量:利用真空泵，将试验后反应室的气体输送至气体传感器，气体传感器对受检典型气体进行定量测定。试验时，每次摩擦试验后，及时用真空泵抽取反应室气体至氯化氢HCl气体传感器，测出氯化氢HCl气体含量。步骤五，受检典型气体的定量分析与感度判定:根据气体传感器测得的受检典型气体的含量，对比设定的受检典型气体检出临界值，采用机械化或者人工智能方式，由计算机系统判定含能材料的感度。计算机对比分析检测出氯化氢HCl气体含量测定值和设定的氯化氢HCl的检出临界值1.lmg/kg，如果检测出有氯化氢HCl气体产生，则判定受检试样发生了反应，从而判定出HTPB (端羟基聚丁二烯)基固体推进剂的摩擦感度。
权利要求
1.一种含能材料感度的定量检测与自动判定方法，其特征在于，它包括以下步骤: 步骤一，分析燃爆后的气体类型:分析含能材料燃烧与爆炸后产生的气体类型； 步骤二，确定受检气体的典型种类和选择气体传感器:确定含能材料燃烧与爆炸后产生气体的典型种类，并根据气体的典型种类选择与之相适应的气体传感器； 步骤三，设定受检典型气体的检出临界值:根据环境空气中受检气体的故有含量和受检典型气体传感器的灵敏度，综合设定受检典型气体的检出临界值； 步骤四，受检典型气体的输送与测量:利用真空泵，将试验后反应室的气体输送至气体传感器，气体传感器对受检典型气体进行定量测定； 步骤五，受检典型气体的定量分析与感度判定:根据气体传感器测得的受检典型气体的含量，对比设定的受检典型气体检出临界值，采用机械化或者人工智能方式，由计算机系统判定含能材料的感度。
全文摘要
本发明是一种用于炸药、火药、烟火药、固体推进剂等一类含能材料的感度智能判定技术，特别是一种含能材料感度的定量检测与自动判定方法。它采用以下五个检测步骤分析燃爆后的气体类型，确定受检气体的典型种类和选择气体传感器，设定受检典型气体的检出临界值，受检典型气体的输送与测量，受检典型气体的定量分析与感度判定。本发明利用传感器实测气体含量、综合考虑检测环境和传感器灵敏度设定检出临界值、采用机械式或者计算机系统实现含能材料感度的测量和判定，并且具有方法简单、操作安全、检测数据精确可靠和试验重复性好和的优点。
文档编号G01N33/22GK103207261SQ201210351029
公开日2013年7月17日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者程立国, 赵孝彬, 李军, 王晨雪, 程新丽, 秦超, 王宁 申请人:湖北航天化学技术研究所