专利名称：一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，属爆炸药品的试验测量设备
与方法的技术领域。
背景技术：
在煤炭、岩石、矿藏开采中，使用着大量的爆炸药品，在军工武器、烟花爆竹产品中也使用着诸多类别的炸药。 在炸药用于工业、武器之前，必须进行多方面的试验，得到大量的炸药性能参数，供设计人员进行选择。 炸药爆炸力及各种爆炸试验是一项复杂的技术，一是要模拟爆炸的环境、气候、温度，二是要模拟装载炸药壳体高速旋转飞逝状态，三是要模拟爆炸的瞬时点火速度、效率、状况，模拟试验必须满足上述诸多条件，还要对模拟爆炸试验的诸多数据、图像进行准确、无误的摄取、监控、计算、显示，并程序化处理，得出最佳、最优的爆炸试验数据，以确定炸药的性能，并进行选择。 目前，炸药的爆炸试验还停留在较原始的状况，设备简陋、方法简单，不能模拟实爆现场，不能进行信息化、程序化的计算、传输和即时得出爆炸数据，还存在诸多弊端。

发明内容
发明目的 本发明的目的就是针对背景技术的不足、设计一种新的模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，模拟爆炸的高速旋转瞬时点火、现场图像、信息数据摄取，准确即时得出模拟炸药爆炸的力学性能、爆炸力、点火速度及各种参数，即时准确的得到炸药爆炸试验的数据。
技术方案 本发明主要结构由上机箱、下机箱、控制器、计算机、打印机、炸药盒托盘、爆炸记录仪、炸药盒、摄像机、LED灯、电磁点火器、点火头、点火器支架、变频电机、电机座、冷却水箱、水泵、水过滤器、注水口 、进水管、回水管、螺栓组成； 上机箱1与下机箱2为上下联接结构，并由螺栓49固定；下机箱2下部为垫块59、底座13，并由螺栓51、地脚螺栓50、水平调节螺栓61与地面水平固定；上、下机箱1、2的左部远距离设置控制器支架54，在控制器支架54右上部为控制器3、左上部为计算机4、键盘5，在控制器支架54的右下部为打印机6 ;上机箱1左上部设有电源口 15、右上部设有电源口 12，并通过导线14与控制器3联接；下机箱2左下部设有电源口 16，并通过导线14与控制器3联接；控制器3通过导线14与计算机4、键盘5联接，计算机4通过导线14与打印机6联接； 上机箱1上部设有顶开合门11、顶门拉手21，前后部设有上开合门7、8、上门拉手17、 18 ;下机箱2前后部设有下开合门9、10、下门拉手19、20。 控制器3正面上部为指示灯52，下部为控制开关53、右部为变频器60、内部为控制
4电路； 上机箱1内壁周边为绝缘板22，绝缘板22内壁周边为防爆板23，在防爆板23左 上部设有摄像机55，右上部设有LED灯56 ;在防爆板23左下部设有点火器支架24，点火器 支架24支撑点火器支板25，并由元宝螺栓26、螺栓27固定，在点火器支板25上装有电磁 点火器28，电磁点火器28垂直联接点火头29，点火头29对准炸药盒32，炸药盒32装在炸 药盒托盘30上，炸药盒托盘30下部与电机轴33固定联接，炸药盒32上左右对称装有爆炸 记录仪57、58 ; 在下机箱2内，左下部设有冷却水箱40，在冷却水箱40上部设有注水口 41、水泵 42、水过滤器43，并由进水管44通过进水口 45与变频电机34的冷却器36联接；在下机箱 2内中间上部装有电机座35，并由螺栓38固定，在电机座35上装有变频电机34、电机冷却 器36，并由螺栓48固定，电机冷却器36上装有电机夹紧套37，并由螺栓39固定；变频电机 34上部为电机轴33，电机轴33伸入上机箱1内，与测压器托盘30固定联接；电机冷却器 36、电机夹紧套37下部设有回水口 46，回水口 46通过回水管47与冷却水箱40联接。
所述的上机箱1为矩形箱体，为密闭屏蔽结构，外部为箱体，箱体内部周边为绝缘 板22，绝缘板22内周边为防爆板23，外部箱体为合金结构钢板，绝缘板22为塑胶板，防爆 板23为合金工具钢板。 所述的炸药盒32，为圆盘形，上部为上盒体69、下部为下盒体70，上下盒体69、70 中间组成炸药腔3 1 ;在上盒体69中间为点火头孔79，在点火头孔79内置放点火头29 ;在 上盒体69上部左右设有记录仪孔73、74，左右记录仪孔73、74内为左右爆炸记录仪57、58 ; 记录仪孔73、74分别连通记录通道77、78 ;在炸药腔31的上腔内设有缓冲孔75、76。
所述的点火头29，为塑胶结构，点火头29下部为旋合部80，旋合部80与炸药盒32 的上盒体69旋合联接；点火头29的上部为上旋合帽81，上旋合帽81与点火头29旋合联 接；在点火头29、上旋合帽81内装有点火触点83、弹簧82、电池84，电池84下部联接正负 极点火点71、72、触点86，正负极点火点71、72、触点86与炸药腔31内的炸药85接触点燃。
所述的变频电机34，为交流380V，其额定转数为15000-22000r/min、试验转数为 18000r/min。 所述的控制器3，为矩形箱体，正面上部为指示灯52，下部为控制开关53，右部为 电机变频器60，控制开关53从左至右设置电源开关62、摄像机开关63、 LED灯开关64、水 泵开关65、点火器开关66、急停开关67、变频电机开关68。
有益效果 本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据炸药爆炸的实际情况，设计 的一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，采用试验机箱与控制器、计算机、打印机远距离 分离的设计，试验机箱采用密闭屏蔽结构，爆炸记录仪、摄像机摄取爆炸信息，炸药盒、爆炸 记录仪在变频电机的高速带动下旋转，电磁点火器、点火头点燃炸药并模拟动态爆炸，变频 高速电机采用水循环冷却，使炸药爆炸在人机分离、密闭屏蔽状态下完成模拟爆炸试验，即 时准确的得出炸药的爆炸力及相关数据，此装置设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠， 安装操作方便，测量数据翔实准确，是十分理想的模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，此装 置可适用多种炸药及燃烧品的模拟爆炸试验。


图1为整体结构布置图
图2为上下机箱结构图
图3为上下机箱俯视图
图4图3的A-A剖面图
图5为炸药盒及点火头俯视图
图6为图5的B-B剖面图
图7为控制器外部结构图
图中所示，附图标记清单如下 1 、上机箱，2、下机箱，3、控制器，4、计算机机，5、键盘，6、打印机，7、上开合门，8、上 开合门，9、下开合门，10、下开合门，11、顶开合门，12、电源口，13、底座，14、导线，15、电源 口，16、电源口，17、上门拉手，18、上门拉手，19下门拉手，20、下门拉手，21、顶门拉手，22、绝 缘板，23、防爆板，24、点火器支架，25、点火器支板，26、元宝螺栓，27、螺栓，28、电磁电火器， 29、点火头，30、炸药盒托盘，31、炸药腔，32、炸药盒，33、电机轴，34、变频电机，35、电机座， 36、电机冷却器，37、电机夹紧套，38、螺栓，39、螺栓，40、冷却水箱，41 、注水口 ， 42、水泵，43、 水过滤器，44、进水管，45、进水口 ， 46、回水口 ， 47、回水管，48、螺栓，49、螺栓，50、地脚螺栓， 51、螺栓，52、指示灯，53，控制开关，54、控制器支架，55、摄像机，56、LED灯，57、爆炸记录仪， 58、爆炸记录仪，59、垫块，60、变频器，61、水平调节螺栓，62、电源开关，63、摄像机开关，64、 LED灯开关，65、水泵开关，66、点火器开关，67、急停开关，68、变频电机开关，69、上盒体，70、 下盒体，71、正极点火点，72、负极点火点，73、记录仪孔，74、记录仪孔，75、缓冲孔，76、缓冲 孔，77、记录通道，78、记录通道，79、点火头孔，80、旋合部，81、上旋合帽，82、弹簧，83、点火 触点，84、电池，85 、炸药，86 、触点。
具体实施例方式以下结合附图对本发明做进一步说明 图1所示，为测量装置整体布置图，各部位置、联接关系要正确，安装牢固。
上机箱与下机箱分上下装在一起，控制器与计算机、打印机装在同一支架上，便于 操作；上下机箱为试验机构，控制器与计算机、打印机为控制、测量机构，两机构之间要远距 离隔离设置，以隔离距离> 20米为宜，实现人机分离，安全系数高。
各机构之间由导线联接。 图2、3、4所示，为上机箱、下机箱结构图，上下机箱通过螺栓固定在一起，并由地 脚螺栓与地面水平固定，以防震动。 上下、前后、顶部开合门要开合方便，关闭严密。 上机箱为密闭屏蔽箱，顶部、前后开合门要装绝缘板、防爆板，与上箱体组成全封 闭箱体；摄像机、LED灯分左右置于上角部，以便于摄像、照明。 下机箱为水循环冷却机构和变频电机机构，要保持箱内洁净，运转正常，变频电机 为无级变速，额定转数为15000-22000r/min。 图5、6所示，为炸药盒及点火头结构图，各部位置、联接关系要正确，两爆炸记录 仪对称安装，点火头与炸药腔垂直对准，点火头用尖端放电引爆炸药爆炸。
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图7所示，为控制器结构图，上部为指示灯，下部为控制开关，右部为变频电机变
频器，各部要显示准确，操作灵活。
实施例1 模拟炸药爆炸动态试验测量方法如下 ①上下机箱、控制器、计算机、打印机均处于准工作状态； ②开启上机箱前后开合门，将炸药10g置于炸药盒内，然后密闭关闭前后开合门；
③开启下机箱前后开合门，打开冷却水箱的注水口 ，加入冷却水20L，然后关闭前 后开合门； ④开启电源开关，各电源部位通入电流； ⑤开启变频器开关，使其预热； 开启LED灯开关，使其照明； ⑦开启摄像机开关，使其处于摄像状态； ⑧开启水泵开关，使其处于供水状态； ⑨调控变频器，使其升压，变频电机转数逐渐升至18000r/min，并带动炸药盒托 盘、爆炸记录仪、炸药盒、点火头转动； 开启电磁点火器，致使点火头瞬时点燃炸药； 炸药在高速18000r/min转动下爆炸，两个爆炸记录仪记录爆炸信息参数，摄像 机监控摄取爆炸现场情况； 爆炸结束后，调节变频器频率，待变频电机转数降至300r/min时，关闭变频器， 变频电机逐渐停止转动； 待变频电机主轴冷却至常温20°C时，关闭冷却水箱水泵，停止供水冷却；
关闭摄像机开关；
关闭LED灯开关；
关闭电源开关； ⑩开启上机箱前后门、顶门、取出炸药盒托盘上的两个爆炸记录仪；
将两个爆炸记录仪信息分别输入计算机； 计算机接收两爆炸记录仪、摄像机监控信息，进行综合信息处理，得出炸药爆炸 信息及数值； 打印机接收计算机指令，打印炸药爆炸动态试验测量数值；
通过以上程序，从而完成了模拟炸药爆炸的动态试验测量的全过程。
权利要求
一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，其特征在于主要结构由上机箱、下机箱、控制器、计算机、打印机、炸药盒托盘、爆炸记录仪、炸药盒、摄像机、LED灯、电磁点火器、点火头、点火器支架、变频电机、电机座、冷却水箱、水泵、水过滤器、注水口、进水管、回水管、螺栓组成；上机箱(1)与下机箱(2)为上下联接结构，并由螺栓(49)固定；下机箱(2)下部为垫块(59)、底座(13)，并由螺栓(51)、地脚螺栓(50)、水平调节螺栓(61)与地面水平固定；上、下机箱(1、2)的左部远距离设置控制器支架(54)，在控制器支架(54)右上部为控制器(3)、左上部为计算机(4)、键盘(5)，在控制器支架(54)的右下部为打印机(6)；上机箱(1)左上部设有电源口(15)、右上部设有电源口(12)，并通过导线(14)与控制器(3)联接；下机箱(2)左下部设有电源口(16)，并通过导线(14)与控制器(3)联接；控制器(3)通过导线(14)与计算机(4)、键盘(5)联接，计算机(4)通过导线(14)与打印机(6)联接；上机箱(1)上部设有顶开合门(11)、顶门拉手(21)，前后部设有上开合门(7、8)、上门拉手(17、18)；下机箱(2)前后部设有下开合门(9、10)、下门拉手(19、20)。控制器(3)正面上部为指示灯(52)，下部为控制开关(53)、右部为变频器(60)、内部为控制电路；上机箱(1)内壁周边为绝缘板(22)，绝缘板(22)内壁周边为防爆板(23)，在防爆板(23)左上部设有摄像机(55)，右上部设有LED灯(56)；在防爆板(23)左下部设有点火器支架(24)，点火器支架(24)支撑点火器支板(25)，并由元宝螺栓(26)、螺栓(27)固定，在点火器支板(25)上装有电磁点火器(28)，电磁点火器(28)垂直联接点火头(29)，点火头(29)对准炸药盒(32)，炸药盒(32)装在炸药盒托盘(30)上，炸药盒托盘(30)下部与电机轴(33)固定联接，炸药盒(32)上左右对称装有爆炸记录仪(57、58)；在下机箱(2)内，左下部设有冷却水箱(40)，在冷却水箱(40)上部设有注水口(41)、水泵(42)、水过滤器(43)，并由进水管(44)通过进水口(45)与变频电机(34)的冷却器(36)联接；在下机箱(2)内中间上部装有电机座(35)，并由螺栓(38)固定，在电机座(35)上装有变频电机(34)、电机冷却器(36)，并由螺栓(48)固定，电机冷却器(36)上装有电机夹紧套(37)，并由螺栓(39)固定；变频电机(34)上部为电机轴(33)，电机轴(33)伸入上机箱(1)内，与测压器托盘(30)固定联接；电机冷却器(36)、电机夹紧套(37)下部设有回水口(46)，回水口(46)通过回水管(47)与冷却水箱(40)联接。
2. 根据权利要求1所述的一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，其特征在于所述的上机箱(1)为矩形箱体，为密闭屏蔽结构，外部为箱体，箱体内部周边为绝缘板(22)，绝缘板(22)内周边为防爆板(23)，外部箱体为合金结构钢板，绝缘板(22)为塑胶板，防爆板(23)为合金工具钢板。
3. 根据权利要求1所述的一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，其特征在于所述的炸药盒(32)，为圆盘形，上部为上盒体(69)、下部为下盒体(70)，上下盒体(69、70)中间组成炸药腔(31);在上盒体(69)中间为点火头孔(79)，在点火头孔(79)内置放点火头(29);在上盒体(69)上部左右设有记录仪孔(73、74)，左右记录仪孔(73、74)内为左右爆炸记录仪(57、58);记录仪孔(73、74)分别连通记录通道(77、78);在炸药腔(31)的上腔内设有缓冲孔(75、76)。
4. 所述的点火头(29)，为塑胶结构，点火头(29)下部为旋合部(80)，旋合部(80)与炸药盒(32)的上盒体(69)旋合联接；点火头(29)的上部为上旋合帽(81)，上旋合帽(81与点火头(29)旋合联接；在点火头(29)、上旋合帽(81)内装有点火触点(S3)、弹簧(82)、电池(S4)，电池(84)下部为正负极点火点(71、72)、触点(86)，正负极点火点(71、72)、触点(86)与炸药腔(31)内的炸药(85)接触点燃。
5. 根据权利要求1所述的一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，其特征在于所述的变频电机34，为交流380V，其额定转数为15000-22000r/min、试验转数为18000r/min。
6. 所述的控制器(3)，为矩形箱体，正面上部为指示灯(52)，下部为控制开关(53)，右部为电机变频器(60)，控制开关(53)从左至右设置电源开关(62)、摄像机开关(63)、 LED灯开关(64)、水泵开关(65)、点火器开关(66)、急停开关(67)、变频电机开关(68)。
7. 根据权利要求1所述的一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，其特征在于所述的模拟炸药爆炸动态试验测量方法如下① 上下机箱、控制器、计算机、打印机均处于准工作状态；② 开启上机箱前后开合门，将炸药10g置于炸药盒内，然后密闭关闭前后开合门；③ 开启下机箱前后开合门，打开冷却水箱的注水口 ，加入冷却水20L，然后关闭前后开合门；④ 开启电源开关，各电源部位通入电流；⑤ 开启变频器开关，使其预热； 开启LED灯开关，使其照明；⑦ 开启摄像机开关，使其处于摄像状态；⑧ 开启水泵开关，使其处于供水状态；⑨ 调控变频器，使其升压，变频电机转数逐渐升至18000r/min，并带动炸药盒托盘、爆炸记录仪、炸药盒、点火头转动；⑩ 开启电磁点火器，致使点火头点燃炸药； 炸药在高速18000r/min转动下爆炸，爆炸记录仪记录爆炸信息参数，摄像机监控摄取爆炸情况； 爆炸结束后，关闭电磁点火器开关；调节变频器频率，待变频电机转数降至300r/min时，关闭变频器，变频电机停止转动；待变频电机主轴冷却至常温2(TC时，关闭冷却水箱水泵，停止供水冷却；关闭摄像机开关；关闭LED灯开关；关闭电源开关； 开启上机箱前后门、顶门、取出测压器上的爆炸记录仪； 爆炸记录仪信息输入计算机； 计算机接收爆炸记录仪、摄像机监控信息，进行综合信息处理，得出准确的炸药爆炸信息及数值；⑩打印机接收计算机指令，打印炸药爆炸动态试验测量数值；通过以上程序，从而完成了模拟炸药爆炸的动态试验测量的全过程。
全文摘要
本发明涉及一种模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，主要结构由上机箱、下机箱、控制器、计算机、打印机、炸药盒托盘、爆炸记录仪、炸药盒、摄像机、电磁点火器、变频电机、冷却水箱、水泵、水过滤器、注水口、进水管、回水管、螺栓组成，采用人机分离设计，试验机箱采用密闭屏蔽结构，摄像机、爆炸记录仪摄取爆炸信息、炸药盒在变频电机的高速带动下旋转，电磁点火器、点火头点燃炸药，模拟动态爆炸，变频电机采用水循环冷却，由计算机、打印机计算并打印爆炸数据，此装置设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，安装操作方便，测量数据翔实准确，是十分理想的模拟炸药爆炸的动态试验测量装置，此装置可适用多种炸药及燃烧品的模拟爆炸试验。
文档编号G01N33/22GK101776678SQ20101010015
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者张顺飞, 王永祯 申请人:山西翰达科技有限公司