专利名称：烟火药燃爆性能检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟火药燃烧爆炸性能检测仪器。
背景技术：
火药是中国古代"四大发明"之一；烟花、鞭炮的制作历史可以追溯到1300 年前。尽管历史悠久，该行业的生产技术和质量管理手段却仍然很落后。
烟火药在封闭的纸筒中被点燃时，会发生激烈的化学反应，并在很短的时 间内，释放出大量的热量和气体，所聚集的能量，致使纸筒发生爆炸。这就是 鞭炮爆响的原理。如果烟火药的燃爆性能比较好，就可以使用较少的药量，制 作出质量更好的鞭炮。
烟火药的燃爆性能参数，主要是指其在燃烧爆炸时的放热量、气体生成量、 反应速度等指标。采用不同的配方、不同的品牌或存放期不同的原材料，所混 合而成的烟火药，其燃烧爆炸性能的差别很大。
在此之前，没有专门的烟火药性能测试手段。人们要想了解鞭炮药剂的性 能，只能依靠经验和传统方法，即制作一些鞭炮，通过燃放，听其声响并观察 炸筒效果，从而进行评判。这种做法所需时间长，耗费材料多；而关键问题还 在于，纸筒的松紧、纸质特性、装药误差、封口方式、引线质量等因素，对测 试效果的影响非常大，甚至能够掩盖火药的真实性能，当鞭炮产品出现质量问 题时，往往很难判定其根本原因。正因为如此，市场上的劣质原材料也就日益 增多。
因此，能够拥有一种准确、快速而简便的烟火药剂及其原材料性能的测试 手段，早已成为烟花、鞭炮这个古老行业的殷切期望。 实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种测试手段新颖、快速、准 确而专门地检测和判定烟火药燃爆性能之优劣的检测仪。
本实用新型的技术方案是:釆用一种烟火药燃爆性能检测仪，包括可快速开 启或密闭的测试腔体和控制台；所述测试腔体包括腔体盖板和腔体底板，所述 腔体盖板上分别设置有记忆型压力表和伸入腔体内的温度传感器；
在腔体底板的中间放置着一个用于安放被测烟火药剂且侧边有一横向小孔 的药剂盅；
在药剂盅的旁边设置有一对穿过腔体底板并与其绝缘密封的接线柱；设置一 根呈环圆形结构的电阻丝跨接在两个接线柱之间；
药剂盅与电阻丝之间设置引火线。引火线的一端穿过药剂盅上的横向小孔 插入被测药剂的中间，而另一端插入电阻丝的环型圈中。
控制台上设有时间继电器、点火开关、电源开关和温度显示仪。
同时，在腔体盖板上还设置有一个透明螺栓。
在加热点火电路上采用了一个为电阻丝设定通电时间的继电器。
在腔体盖板上，还设置有排气阀和安全阀。
本检测仪的腔体盖板上所设置的记忆型压力表，用于测取烟火药燃烧爆炸 时在腔体内产生的压强最大值。
在密闭腔体的盖板上安装有伸入腔体内的温度传感器，用以测取烟火药燃 烧爆炸时腔体内的温度变化值。
在测试腔体的盖板上设置有透明螺栓，用以观测腔体内烟火药的燃烧爆炸情况。
在测试腔体底板中间放置着的侧边有横向小孔的药剂盅，用以安放被测试的 烟火药；在药剂盅的旁边设置有一对穿过腔体底板并与其绝缘密封的接线柱；电阻 丝跨接在两个接线柱之间以形成加热点火回路；
将引火线的一端穿过药剂盅上的横向小孔插入被测药剂的中间，而另一端 插入电阻丝的环型圈中，以便为被测药剂点火。
在加热点火电路上所采用的时间继电器用来为电阻丝设定通电时间，以确 保每次点火测试时，电阻丝的发热量相同。
本检测仪使用一个可密闭的腔体；让少许的烟火药在腔体中燃爆；通过腔 体上安装着的记忆型压力表测取燃爆时的冲击压力值；并通过腔体内的温度传 感器测取燃爆前后的温度变化值；在温度下降至测试前状态时，收集和分析腔 体内气态样本和固体产物。
由以上方法所测取的冲击压力值的高低，可反映被测药剂的能量释放水平 即综合燃爆性能的优劣；燃爆前后的温度差值则反映了被测药剂的放热量水平。
通过不同烟火药试样数据的测取，并与标准药样的数据相比较，即可快速 而准确地检测、评判出某些配方的烟火药，或者药剂中某些原材料性能的优劣。 更为重要的是，本测试方法完全避免了其它诸如纸筒特性、封口水平、固引方 式、引线质量、操作误差等因素的影响。
本实用新型所采用的方法，是在同等条件下，采用相同的技术手段，测取 能够反映烟火药燃烧爆炸特性的相关参数，然后进行比较，从而评判被测烟火 药性能的优劣。
本实用新型烟火药燃爆性能检测仪具有如下功能
A、 测量在腔体内部产生的压强升高值，以间接比较被测烟火药的猛度；
B、 测量一定量药剂在仪器内燃烧爆炸而使腔体内温度的升高值，以间接判 断该烟火药释放能量的大小。如采用标准药剂标定系统的热容，还可以通过数学模型计算出放热量的定量值；
C、 根据检测所得到的数据，通过比较法判断原材料的优劣；
D、 在腔体内燃爆一定量的药剂，通过收集密封腔体内的固体残渣，可大致 计算出药剂燃爆时的固体产物含量；
E、 根据固体组分含量分析，还可以估算出药剂燃爆时产生的气体量，并可 通过排气阀收集气体样本，以分析气态产物的组成。
图1是本实用新型烟火药燃爆性能检测仪的结构示意图中1—记忆型压力表；2—排气阀；3—测试腔体；31—腔体盖板；32— 腔体底板；4一药剂盅；41一待测药剂；42—药剂盅上的横向小孔；5—引火线； 6—电阻丝；7—接线柱；8—继电器；9一点火开关；IO—电源开关；ll一温度 显示仪；12—温度传感器；13—透明螺栓；14—安全阀。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
如图1所示，本实用新型烟火药燃爆性能检测仪包括一个可以快速开启或 密闭的测试腔体3。在腔体3的盖板31上，安装着记忆型压力表l、排气阀2、 安全阀14、温度传感器12、透明螺栓13等；在腔体底板32的正中间，放置着 一个侧边有横向小孔42的药剂盅4;而在药剂盅4的旁边，安装有一对穿过腔 体底板32并绝缘密封的接线柱7;电阻丝6跨接在两个接线柱7之间；引火线 5的一端通过药剂盅4侧边的横向小孔42插入待测药剂41的中间，而另一端插 入电阻丝6的环形圈中。
在腔体内作烟火药燃爆测试时，应先在药剂盅4内安放待测的烟火药41， 将引火线5的一端通过小孔42插入药剂盅4内的烟火药41中间，并将另一端插入电阻丝6的环形圈中；或者，在取出药剂盅4的情况下，直接将待测鞭炮 的引线插入电阻丝6的环形圈中；关闭并锁紧测试腔体3，启动电源开关10，
纪录测试前的温度；启动点火开关9而给电阻丝6通电；引火线5受电阻丝6 的加热而被点燃；点燃后的引火线5会向火药盅4内的被测药剂41传递点火而 使其爆燃，或者引爆待测鞭炮。记忆型压力表1在烟火药爆燃或鞭炮爆炸时会 测取腔体3内压强的最高值，读取该数值即为"冲击压力"数据；温度传感器 12会将腔体3内的温度变化通过温度显示仪11而显示，读取其最高数值，并将 该最高温度数值减去测试前的温度读数即为"升温量"数据；待温度下降至接 近测试前的温度时，收集腔体3内所生成的固体残渣或气态样本，可进行化学 成分分析。
电阻丝6在腔体3内实现加热点火的同时，也会给测试腔体系统增加热量。 为避免这种外加热量的不均衡造成测试数据的对比偏差，本实用新型烟火药燃 爆性能检测仪在点火电路上采用了一个时间继电器8为加热通电定时，使电阻 丝6每次加热点火而给系统额外增加的热量相同，从而使所测取的"升温量" 数据具有可比性。
本实用新型烟火药燃爆性能检测仪还在腔体3上安装了一个穿过盖板的透 明螺栓13，用以监测密闭腔体3内的点火情况。每当被测药剂41在腔体3内爆 燃时，该透明螺栓13会现出闪光而告示。
本实用新型烟火药燃爆性能检测仪的工作原理是烟火药在密闭容器中的 燃烧爆炸，是一种快速放热并生成气体的化学反应过程。所放出的热量越多， 腔体内的气压就会上升得越高；所产生的气体量越多，在密闭腔体内形成的气 压也会越大；而反应速度越快，瞬间聚集的爆炸冲击压力也会越大。因此，本 检测仪所测取的"冲击压力"值，基本上反映了被测烟火药的能量释放水平即综合燃爆性能；
而烟火药在密闭容器中燃烧或爆炸时所放出的热量，会使容器内的温度迅 速升高。放热量越大，温度升得越高。测取腔体内温度升高的数值(点火后的 最高温度读数减去点火前的平衡温度读数)，即可反映被测烟火药的放热量水
平；为了排除电阻丝加热点火的时间长短不一给系统增加的热量不等而可能带 来的影响，本实用新型检测仪在点火电路上采用了一个时间继电器，其作用是 让电阻丝在每次加热通电的时间相等，因而发出的热量也相同；
如果测试前排净腔体内的空气并充满氮气或惰性气体，在被测药剂点火燃 爆后，并等待温度降至测试前的温度时，收集腔内的固体残渣或气体样本，可 进行化学成分分析。之所以需要惰性气体氛围，是因为烟火药在氧平衡方面多 为负氧设计，如果在有空气的条件下燃烧爆炸，有些还原剂(如硫磺等)就会 与空气中的氧发生化学反应，使化学成分分析变得复杂。
权利要求1、 一种烟火药燃爆性能检测仪，其特征在于包括快速开启或密闭的测试腔体(3)和控制台，所述测试腔体(3)包括腔体盖板(31)和腔体底板(32)， 所述腔体盖板(31)上分别设置有记忆型压力表(1)和伸入腔体内的温度传 感器(12);所述腔体底板(32)的中间放置着一个用以安放被测试烟火药剂(41)的 药剂盅(4)，该药剂盅(4)的侧边有一个用以穿过引火线的横向小孔(42);所述药剂盅(4)的旁边设置有一对穿过腔体底板(32)并与其绝缘密封 的接线柱(7)，设置一根呈环圈形结构的电阻丝(6)跨接在两个接线柱(7) 之间以形成加热点火回路；在所述药剂盅(4)与电阻丝(6)之间安装引火线(5)，引火线(5)的 一端穿过药剂盅(4)上的横向小孔(42)插入被测药剂(41)的中间，而另一 端插入电阻丝(6)的环型圈中；所述控制台上设有时间继电器(8)、点火开关(9)、电源开关(10)和温 度显示仪(11)。
2、 如权利要求1所述的烟火药燃爆性能检测仪，其特征在于测试腔体(3) 的盖板(31)上设置有用于观测腔体(3)内烟火药燃烧爆炸情况的透明螺栓(13)。
3、 如权利要求1所述的烟火药燃爆性能检测仪，其特征在于在加热点火 电路上采用了一个为电阻丝(6)设定通电时间的继电器(8)。
4、 如权利要求1所述的烟火药燃爆性能检测仪，其特征在于腔体盖板(31) 上设置有用于开盖减压、抽排烟气和收集气体样本的排气阀(2)。
5、如权利要求1所述的烟火药燃爆性能检测仪，其特征在于腔体盖板(31) 上设置有一个安全阀(14)。
专利摘要本实用新型涉及一种烟火药燃爆性能检测仪，包括可开启或密闭的测试腔体和控制台；在测试腔体上设置记忆型压力表，以测取冲击压力；腔体内有温度传感器；以测取腔内温度变化值；腔体上的透明螺栓用以监测点火；在腔体底板上有药剂盅；药剂盅的旁边有一对穿过底板的接线柱；电阻丝跨接在接线柱之间形成点火回路；引火线的一端通过药剂盅的横向小孔插入被测药剂中间，另一端插入电阻丝以实现点火；在控制台上有一个继电器，用于为每次点火时的通电定时。本检测仪的优点在于完全以独立的方式对烟火药的燃爆性能进行专门测试。能简便、快速、准确地测试、评判被测药剂的燃爆性能，避免其它干扰因素对测试效果的影响。
文档编号G01N25/54GK201156037SQ20072006490
公开日2008年11月26日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者朱绍华, 王朝阳, 郭子庭 申请人:醴陵国华烟火材料研发有限公司;深圳市福伦达精工技术有限公司