专利名称：弹体药室容积测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内腔容积测量的方法及其装置，特别涉及一种对火炮炮弹的弹体药室容积进行快速、准确测量的弹体药室容积测量方法及其装置。
背景技术：
在火炮炮弹的加工工艺中，弹体内的装药量是一个很关键的参数，因此对弹体药室容积进行精密的检测就是一个重要的过程，也是目前国内的军工业的一个难题。长期以来，军工企业在炮弹生产过程中，对弹体药室容积的测量都是采用“称水法”(即利用弹体药室注入水的前后质量差除以水的密度得到)，这种方法不仅费事费工，而且检测结果的误差也较大，适应不了现代军工生产的要求。目前，有人提出一种利用气体充入，通过测量气体压强的方法间接测出弹体容积。 但此种方法对外部环境要求较高，且影响因素也较多，如气体温度、气源温度、充气口流量， 又有气体泄漏等误差，还对充气口即弹体口接口的密封性要求较高，可操作性不大。因此需要研究新的弹体药室容积检定方法，以提高测量弹体药室容积的准确度和效率。
发明内容
本发明的目的在于针对目前生产过程中，弹体药室容积测量精度不高、误差大、效率较低等不足，提出一种弹体药室容积测量方法及其装置。本发明的技术方案弹体药室容积测量方法，其特征在于包括如下步骤
(1)用弹性薄膜材料制成测量夹具；
(2)将测量夹具放入待测量的弹体药室的弹体内腔，将待测量的弹体固定，将测量夹具与液体加入管道、液体加入管道与液体盛装容器、液体盛装容器与压力缸相应连接好；
(3)启动压力缸，借助压力缸的推力往夹具中注入液体使测量夹具的弹性薄膜材料与弹体内腔紧密接触，直至测量夹具在液体作用下充满弹体药室的弹体内腔；测量压力缸中推杆的前行距离，根据压力缸的缸径和推杆的移动距离，计算加入到测量夹具中的液体的体积；
(4)将测量夹具自身体积，与加入到测量夹具中液体的体积相加即得到弹体药室容积。进一步的特征是在测量夹具中放入体积已知的填充物，最后将测量夹具自身体积、填充物的体积和加入到测量夹具中液体的体积相加得到弹体药室容积。在步骤(2)将测量夹具放入弹体内腔之前，用软管将测量夹具与一个缸体活塞结构装置相连，形成一个密闭腔体，腔体内充满一定体积的液体；拉动活塞杆，弹性薄膜内的部分液体流入缸体，使得弹性膜体积变小便于将其放入到弹体药室。一种实现上述测量方法的测量装置，其特征在于包括测量机架，在测量机架上设置夹紧装置、加注压力缸和加注液体容器，待测量的弹体设置在测量机架上，夹紧装置用以夹紧待测量的弹体；在待测量的弹体的弹体内腔中设置弹性薄膜材料制成的测量夹具，加注液体容器的加注管道通入测量夹具内，加注压力缸的活塞推杆作用在加注液体容器内， 推动加注液体容器内的液体经加注管道7流入测量夹具内。
在测量夹具中放入体积已知的填充体。在待测量的弹体的上端，设置连接头，连接头的中间设置有通孔，通孔的上下端都设置有内螺纹，通过上端的内螺纹将加注管道连接，通过下端的内螺纹将测量夹具和填充体连接。所述的填充体是圆棒状，填充体上端设置有一段外螺纹，通过该外螺纹与连接头下端的内螺纹相配而旋入，在填充体内部设置有通液孔。本发明采用一种弹性薄膜材料制成特殊夹具，并在薄膜材料中放入重量轻体积已知的填充物，将夹具放入弹体内腔，借助液压的推力往夹具中注入液体使弹性薄膜材料与弹体内腔紧密接触，使用位移传感器测量压力缸中推杆前行距离，计算冲入到夹具中的液体的体积。最后将弹性薄膜材料的自身体积，填充物的体积和冲入到夹具中液体的体积相加即得到结果。本发明的测量方法及其装置，相对于现有技术，具有如下特点
1、测量精度高；该发明的自动化程度较高，通过控制系统可以实现全自动的测量过程， 获得较高的测量精度；在测量过程中，位移传感器可以直接准确测量推杆的距离，然后将数据传送到程序中，进行计算，故可快速直接读出数据。2、测量效率高另外该发明克服传统方法中对被测物体的污染，减少了对污染处理的环节，也就提高了测量效率。3、测量设备结构简单、成本不高；该技术打破传统的直接测量的思维定势，而是转换为简单的位移测量，而位移测量(如使用位移传感器)在技术领域已经较为成熟，这为实现准确的间接测量打下了基础。在生产场地中常备有液压或气压站，故该发明的现实可操作和实用性都比较大，无需提供特别的设备。4、使用范围广；本发明还可以用于其他不规则的内腔容积的测量，将有较好的运用前景。
图1是本发明测量装置装配图； 图2是本发明测量装置第二种装配图； 图3是本发明所用的连接头结构图； 图4是本发明所用的填充体(件10)结构图。
具体实施例方式
本发明的弹体药室容积测量方法，其特征在于包括如下步骤
1、用弹性薄膜材料制成测量夹具；
2、将测量夹具放入待测量的弹体药室的弹体内腔，将待测量的弹体固定，将测量夹具与液体加入管道、液体加入管道与液体盛装容器、液体盛装容器与压力缸相应连接好；
3、启动压力缸，借助压力缸的液压推力，通过液体加入管道将液体盛装容器中的液体注入夹具中，使测量夹具的弹性薄膜材料与弹体内腔紧密接触，直至测量夹具在液体作用下充满弹体药室的弹体内腔；测量压力缸中推杆的前行距离，根据压力缸的缸径和推杆的移动距离，计算加入到测量夹具中的液体的体积；
4、将测量夹具自身体积，与加入到测量夹具中液体的体积相加即得到弹体药室容积。 弹体药室容积可以通过标定处理得到。对于较大体积的弹体药室，为了提高测量效率，在测量夹具中放入体积已知的填充物，最后将测量夹具自身体积、填充物的体积和加入到测量夹具中液体的体积相加得到弹体药室容积。弹体药室容积可以通过标定处理得到。在步骤2将测量夹具放入弹体内腔之前，用软管将测量夹具与一个缸体活塞结构 (类似现有技术的活塞连杆结构)相连，形成一个密闭腔体，腔体内充满一定体积的液体；拉动活塞杆，弹性薄膜内的部分液体流入缸体，使得弹性膜体积变小便于将其放入到弹体药室；将测量夹具放入弹体药室，并将测量夹具与弹体压紧，测量夹具上有便于药室内空气排出的槽结构，便于气体排出。所加入的液体可以是水、酒精等，方便取材，便于计算。本发明的压力缸，采用液压缸或气缸均可，提供压力以夹紧弹体，或向测量夹具中注入液体。本发明提供一种快速测量弹体药室容积的装置，如图1、2、3、4中，包括测量机架 1，在测量机架1上设置夹紧装置2、加注压力缸3和加注液体容器4，待测量的弹体5设置在测量机架1上，夹紧装置2用以夹紧待测量的弹体5，夹紧装置2可以是夹紧气缸(液压缸、气压缸)、合适的夹具等；在待测量的弹体5的弹体内腔中设置弹性薄膜材料制成的测量夹具6，加注液体容器4的加注管道7通入测量夹具6内，加注压力缸3的活塞推杆作用在加注液体容器4内，推动加注液体容器4内的液体经加注管道7流入测量夹具6内。为了测量准确，在加注压力缸3内设置位移传感器，该位移传感器能检测加注压力缸3的活塞推杆的移动距离；位移传感器用于准确测量到推杆由初始位置到停止位置的距离，并将数据传送到微机。本发明的加注压力缸3、夹紧装置2选用的夹紧压力缸，在控制装置控制下移动，控制装置用于控制压力缸的电机的正反转，从而控制压力缸推杆的前进和后退；夹紧装置2通过液压杆或夹紧块，顶住待测量的弹体5底座，从而使弹体和测量夹具6紧贴；在测量中，加注压力缸3提供较大的推力，使测量夹具6的薄膜材料紧贴弹体内腔的内壁，故需要很好的固连装置使测量夹具6和弹体的上边缘紧密接触。测量夹具6上可以设置便于药室内空气排出的槽结构，便于气体排出。为了提高测量效率，对于较大体积的弹体药室，为了提高测量效率，在测量夹具6 中放入体积已知的填充体10，能减少需要加入的液体体积，以减少压力缸推杆的前行距离， 提高测量效率。如图2中，为了使本发明测量装置待测量的弹体5内的测量夹具6与加注管道7 可靠连接，使液体能够全部加注到测量夹具6中，在待测量的弹体5的上端，设置连接头12， 连接头12的中间设置有通孔13，通孔13的上下端都设置有内螺纹，连接时通过上端的内螺纹将加注管道7连接，通过下端的内螺纹将测量夹具6、填充体10等连接，同时本装置采用现有技术的密封结构，以获得达到要求的密封效果。如图3中，本发明所用填充体10的一种具体实施例结构，圆棒状的填充体10上端设置有一段外螺纹，便于连接；连接时通过该外螺纹与连接头12下端的内螺纹相配而旋入，同时将弹性薄膜材料制成的测量夹具6夹持在内、外螺纹之间而连接；在填充体10内部设置有通液孔14，加注液体容器4内的液体在加注压力缸3左右下，通过加注管道7、连接头12的通孔13、通液孔14填充入测量夹具6内。
权利要求
1.弹体药室容积测量方法，其特征在于包括如下步骤(1)用弹性薄膜材料制成测量夹具；(2)将测量夹具放入待测量的弹体药室的弹体内腔，将待测量的弹体固定，将测量夹具与液体加入管道、液体加入管道与液体盛装容器、液体盛装容器与压力缸相应连接好；(3)启动压力缸，借助压力缸的液压推力，通过液体加入管道将液体盛装容器中的液体注入夹具中，使测量夹具的弹性薄膜材料与弹体内腔紧密接触，直至测量夹具在液体作用下充满弹体药室的弹体内腔；测量压力缸中推杆的前行距离，根据压力缸的缸径和推杆的移动距离，计算加入到测量夹具中的液体的体积；(4)将测量夹具自身体积，与加入到测量夹具中液体的体积相加即得到弹体药室容积。
2.根据权利要求1所述弹体药室容积测量方法，其特征在于在测量夹具中放入体积已知的填充物，最后将测量夹具自身体积、填充物的体积和加入到测量夹具中液体的体积相加得到弹体药室容积。
3.根据权利要求1所述弹体药室容积测量方法，其特征在于在步骤(2)将测量夹具放入弹体内腔之前，用软管将测量夹具与一个缸体活塞结构装置相连接，形成一个密闭腔体， 腔体内充满一定体积的液体；拉动活塞杆，弹性薄膜内的部分液体流入缸体，使得弹性膜体积变小便于将其放入到弹体药室。
4.一种实现权利要求1或2或3所述测量方法的测量装置，其特征在于包括测量机架(1)，在测量机架(1)上设置夹紧装置(2)、加注压力缸(3)和加注液体容器(4)，待测量的弹体(5)设置在测量机架(1)上，夹紧装置(2)用以夹紧待测量的弹体(5)；在待测量的弹体(5)的弹体内腔中设置弹性薄膜材料制成的测量夹具(6)，加注液体容器(4)的加注管道 (7)通入测量夹具(6)内，加注压力缸(3)的活塞推杆作用在加注液体容器(4)内，推动加注液体容器(4)内的液体经加注管道(7)流入测量夹具(6)内。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于在测量夹具(6)中放入体积已知的填充体(10)。
6.根据权利要求4或5所述的测量装置，其特征在于在待测量的弹体(5)的上端，设置连接头(12)，连接头(12)的中间设置有通孔(13)，通孔(13)的上下端都设置有内螺纹， 通过上端的内螺纹将加注管道(7)连接，通过下端的内螺纹将测量夹具(6)和/或填充体 (10)连接。
7.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于所述的填充体(10)是圆棒状，填充体 (10)上端设置有一段外螺纹，通过该外螺纹与连接头(12)下端的内螺纹相配而旋入，在填充体(10)内部设置有通液孔(14)。
全文摘要
本发明公开了弹体药室容积测量方法及其装置，用弹性薄膜材料制成测量夹具；将测量夹具放入待测量的弹体药室的弹体内腔，将待测量的弹体固定，将测量夹具与液体加入管道、液体加入管道与液体盛装容器、液体盛装容器与压力缸相应连接好；启动压力缸，借助压力缸的推力往夹具中注入液体使测量夹具的弹性薄膜材料与弹体内腔紧密接触，计算加入到测量夹具中的液体的体积；将测量夹具自身体积，与加入到测量夹具中液体的体积相加即得到弹体药室容积。 本发明的测量方法及其装置，测量精度高；该发明的自动化程度较高，获得较高的测量精度；测量效率高测量设备结构简单、成本不高；该技术打破传统。
文档编号G01F17/00GK102261941SQ201110108809
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者李可飞, 程卫平, 胡廷朋, 郝建军, 陈宇 申请人:重庆理工大学