一种火工品药剂颗粒形貌量化分析方法与流程

1.本发明涉及火工品药剂颗粒形貌量化分析，该方法能准确量化判断火工品药剂颗粒形貌，属于火工品药剂制造和性能评估技术领域。


背景技术：

2.火工品药剂颗粒形貌对其工作性能影响较大，同种药剂如果颗粒形貌不同，其感度、爆炸威力、输出压力等关键指标存在差异，流散性和装药难易程度存在差异，需要对颗粒形貌进行识别。比如某种起爆药颗粒形貌如果是针状的，则摩擦感度、撞击感度较高；而同种物质的起爆药，颗粒形貌如果是短柱状的，则摩擦感度、撞击感度较低。比如某种猛炸药颗粒形貌如果是针状的，则冲击波感度较高；而同种物质的猛炸药，颗粒形貌如果是球形状的，则冲击波感度较低。
3.目前采用一般显微设备拍摄火工品药剂颗粒，得到火工品药剂颗粒形貌的图片，采用激光粒度仪测试火工品药剂颗粒的粒径，可以得到平均粒径、粒径分布等数据。检验人员通过观察图片，结合平均粒径、粒径分布数据综合考虑，主观判读该火工品药剂是否合格。现在的方法主要存在以下问题：
4.(1)检验人员观察图片，仅是人为主观判读，不能量化识别。
5.(2)具有相同平均粒径、粒径分布数据的火工品药剂颗粒形貌并不相同，其火工品药剂的感度和装药难易程度等性能并不相同。在工程应用时，无法有效判断批产火工品药剂的形貌性能，也不能根据形貌性能预估火工品药剂的性能。因此，需要发明一种方法，对火工品药剂的形貌性能进行量化判断。


技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题是：克服以上缺点，提供一种火工品药剂颗粒形貌量化分析方法，解决火工品药剂难以判断形貌性能以及衍生出的感度、装药难易程度等性能，实现准确判断。
7.本发明解决技术的方案是：一种火工品药剂颗粒形貌量化分析方法，包括如下步骤：
8.(1)测量火工品药剂平均粒径d
50
；
9.(2)随机选择待测火工品药剂1个颗粒，拍摄其超景深图片；
10.(3)对所述超景深图片中的颗粒进行高度识别和轮廓识别，确定被测火工品药剂颗粒的特征参数，所述特征参数包括最小外接圆直径、最大内切圆直径、最大长度、最小长度、颗粒高度；
11.(4)根据上述特征参数确定当前颗粒的球形度、椭圆度以及圆形度；定义火工品药剂球形度＝最大内切圆直径/最小外接圆直径；定义火工品药剂椭圆度，椭圆度＝最大长度-最小长度；定义火工品药剂圆形度，圆形度＝平均粒径/最大内切圆直径；
12.(5)对随机选择的待测火工品药剂颗粒重复步骤2至步骤4，直至达到预设的颗粒
数，完成一个批次的药剂颗粒测量；
13.(6)对多个批次的药剂颗粒按照步骤1-步骤5的方式进行测量，统计平均粒径d
50
、球形度、椭圆度、圆形度、颗粒高度数据，设定平均粒径、球形度、椭圆度、圆形度、颗粒高度指标，进行量化检验，判断生产出的药剂是否符合指标，符合则火工品药剂能够使用，不符合则报废。
14.优选的，采用超景深显微镜拍摄待测火工品药剂；所述的超景深为不低于20倍物镜，放大总倍率不低于280倍，数值孔径不低于0.4。
15.优选的，所述超景深图片包括超景深实物图片、超景深高度图、超景深三维高度图、超景深轮廓图。
16.优选的，颗粒高度为对超景深高度图、超景深三维高度图进行高度识别后测量，取二者平均值；最小外接圆直径、最大内切圆直径、最大长度、最小长度均由超景深实物图片、超景深轮廓图进行轮廓识别后测量，并取均值。
17.优选的，采用激光粒度仪测试颗粒平均粒径d
50
。
18.优选的，步骤(5)中预设的药剂颗粒数至少5个。
19.本发明与现有技术相比的有益效果是：
20.(1)首次将连续变倍超景深拍摄技术和激光粒度测试技术结合，创新性解决火工品药剂颗粒形貌无法量化的难题。
21.(2)定义了火工品药剂球形度、椭圆度、圆形度，设计了以平均粒径、球形度、椭圆度、圆形度、颗粒高度为指标的综合判断方法；
22.(3)建立了科学的量化颗粒形貌判断方法，计算过程简单，可以推广在火工品药剂制造生产过程。
附图说明
23.图1是本发明斯蒂芬酸铅粗结晶药剂超景深实物图(500倍放大)；
24.图2是本发明斯蒂芬酸铅粗结晶药剂超景深高度图(500倍放大)；
25.图3是本发明斯蒂芬酸铅粗结晶药剂超景深三维高度图(500倍放大)；
26.图4是本发明斯蒂芬酸铅粗结晶药剂超景深轮廓图(500倍放大)。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
28.本发明的一种火工品药剂颗粒形貌量化分析方法，主要包括：采用超景深显微镜拍摄待测火工品药剂、通过软件进行高度识别和轮廓识别，读取特征参数、测试平均粒径、计算球形度、计算椭圆度、计算圆形度、设定指标并判断。
29.实施例1
30.本发明的实现步骤如下：
31.1、采用超景深显微镜拍摄斯蒂芬酸铅粗结晶药剂，初步选择50、200、500倍放大倍数进行拍摄。根据颗粒在图片中视场合理程度和轮廓清晰程度，50倍和200放大时视场内颗粒较多，超景深图片不能精确展示颗粒细节，选定500倍放大倍数测试。
32.2、在500倍放大倍数状态下，随机选择斯蒂芬酸铅粗结晶药剂1个颗粒，拍摄其超
景深实物图片(附图1)、超景深高度图(附图2)、超景深三维高度图(附图3)、超景深轮廓图(附图4)。
33.3、将以上四种图片通过超景深显微镜软件进行高度识别和轮廓识别。
34.4、读取被测火工品药剂颗粒的特征参数，特征参数有最小外接圆直径、最大内切圆直径、最大长度、最小长度、颗粒高度，数据分别是97μm、41μm、143μm、35μm、68μm。
35.5、采用激光粒度仪测试颗粒平均粒径d
50
＝57μm。
36.6、计算球形度＝最大内切圆直径/最小外接圆直径＝0.42。
37.7、计算椭圆度，椭圆度＝最大长度-最小长度＝2.89。
38.8、计算圆形度，圆形度＝平均粒径/最大内切圆直径＝1.39。
39.9、重复步骤2至步骤8，最终随机选择待测火工品药剂颗粒数量为5个，测试结果见表1。
40.颗粒序号平均粒径球形度椭圆度圆形度颗粒高度1570.422.891.39682630.583.031.10703490.552.941.07754650.493.001.30805660.523.291.4064
41.10、经过多批次药剂颗粒测量和计算，统计平均粒径、球形度、椭圆度、圆形度、颗粒高度数据，设定平均粒径、球形度、椭圆度、圆形度、颗粒高度指标，进行量化检验，判断生产出的药剂是否符合指标，符合则可以使用，不符合则报废。
42.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。