本发明涉及一种磁化等离子体火炮机理研究用测试装置。
背景技术：
专利号201510137072.5、发明名称为“磁化等离子体火炮”的发明专利，公开了一种磁化等离子体火炮，所述火炮的身管设置有磁场，磁场方向沿身管轴线方向指向炮口，并且磁场强度从身管内壁到身管轴线呈衰减分布，火炮发射时在磁场作用下身管内的气体能够电离成等离子体并在身管内壁上形成等离子体鞘层。
该磁化等离子体火炮在身管内壁上形成的磁化等离子体鞘层呈现出压力各向异性特征，并具有隔热作用，可使火炮身管所受径向力大幅降低，又能使弹丸的推动力大幅提高，同时还能大幅提高身管耐热性，延长使用寿命。
上述磁化等离子体火炮是借助于发射药爆炸的高温气体中产生的带电粒子在磁场作用下形成离子体鞘层，因此，如果能够进一步提高发射药爆炸的高温气体中的带电粒子的浓度，就能进一步大幅度的提高磁化等离子体火炮的磁化等离子体鞘层对火炮身管的保护能力，进一步大幅提高火炮身管的耐热性，延长火炮身管的使用寿命。因此，进一步深入分析气体温度对等离子体隔热特性的影响、等离子体密度对等离子体隔热特性的影响的磁场强度和磁场方向对等离子体隔热特性的影响就显得尤为必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可深入分析气体温度对等离子体隔热特性的影响、等离子体密度对等离子体隔热特性的影响的磁场强度和磁场方向对等离子体隔热特性的影响，进而可为设计制造更先进的磁化等离子体火炮提供各方面设计参数的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，包括空气加热器，空气加热器的冷空气进口与压力气源的出气口相通，空气加热器的热空气排出管与介质阻挡放电等离子体反应器的进气口相通，介质阻挡放电等离子体反应器安装在机架上，介质阻挡放电等离子体反应器包括中空的管体，管体内沿轴向设有筒状的接地电极，筒状的接地电极内沿轴向设有高压接电电极，高压接电电极通过导线与高压电源的正极或负极相连，所述管体外侧壁的附近设有一个以上的永磁铁或设有电磁线圈，永磁铁或电磁线圈可在管体内产生磁场；
所述管体上设有一个以上的用于测量管体内部温度的温度传感器、一个以上的用于测量管体内部压力的压力传感器和一个以上的用于测量管体内部磁场强度的磁场传感器。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述管体沿左右方向安装在机架上，管体上自前向后依次设有2—6个温度传感器、2—6个压力传感器和2—6个磁场传感器，所述管体上设有用于测量管体内气流流速的气体流速传感器。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述接地电极采用金属网制成，所述压力气源为空气压缩机。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述机架为矩形框架，机架底部的四角分别安装有机架转轮。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述空气加热器固定在托架上，托架底部的四角分别安装有托架转轮。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述管体采用刚玉管制成。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述空气加热器的热空气排出管与介质阻挡放电等离子体反应器的进气口通过连接法兰相连，空气加热器的热空气排出管处串联有截门。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述永磁铁成对地对称设置在管体的二侧，每对永磁铁朝向管体的端面为磁性不同的磁极端面，每个永磁铁分别固定在一个调节丝杠的里端，调节丝杠的轴线位于管体的径向，每个调节丝杠分别旋装在丝杠安装座上，丝杠安装座通过滑块安装在双轨滑道上，双轨滑道沿前后水平方向固定在机架的顶部，每个调节丝杠可沿管体的径向运动。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述电磁线圈前后位置可调地安装在滑座上，滑座通过滑块安装在双轨滑道上。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，其中所述调节丝杠的外端设有转动手柄，所述管体的截面为圆形，所述永磁铁朝向管体的端面为内凹的弧形面，所述管体的顶部设有固体粉料加入装置。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置在使用时，由压力气源向空气加热器提供压力气体，空气加热器将压力气体加热，然后再将压力气体输送至介质阻挡放电等离子体反应器的进气口并进入介质阻挡放电等离子体反应器中空的管体内，同时给介质阻挡放电等离子体反应器的高压接电电极同电，高压接电电极会朝着筒状的接地电极放电，而沿轴向穿过介质阻挡放电等离子体反应器中空的管体的热空气就会处于等离子状态，处于等离子状态的热空气会沿着管体运动到永磁铁或电磁线圈在管体内产生的磁场中，并受到磁场的作用。由于管体上设有一个以上的用于测量管体内部温度的温度传感器、一个以上的用于测量管体内部压力的压力传感器和一个以上的用于测量管体内部磁场强度的磁场传感器，可通过温度传感器检测到管体内部的温度值，通过压力传感器检测到管体内部的压力值，通过磁场传感器检测到管体内部的磁场强度值。进而可通过检测到的介质阻挡放电等离子体反应器中空的管体内部的温度值、压力值和磁场强度值的变化情况来分析研究磁化等离子体火炮的机理。因此，本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置具有可深入分析气体温度对等离子体隔热特性的影响、等离子体密度对等离子体隔热特性的影响的磁场强度和磁场方向对等离子体隔热特性的影响，进而可为设计制造更先进的磁化等离子体火炮提供各方面设计参数的特点。
下面结合附图对本发明磁化等离子体火炮机理研究用测试装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明磁化等离子体火炮机理研究用测试装置的立体图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，包括空气加热器1，空气加热器1的冷空气进口2与压力气源的出气口相通，空气加热器1的热空气排出管与介质阻挡放电等离子体反应器3的进气口相通，介质阻挡放电等离子体反应器3安装在机架4上，介质阻挡放电等离子体反应器3包括中空的管体5，管体5内沿轴向设有筒状的接地电极，筒状的接地电极内沿轴向设有高压接电电极，高压接电电极通过导线与高压电源的正极或负极相连，管体5外侧壁的附近设有一个以上的永磁铁6或设有电磁线圈7，永磁铁6或电磁线圈7可在管体5内产生磁场；
所述管体5上设有一个以上的用于测量管体5内部温度的温度传感器8、一个以上的用于测量管体5内部压力的压力传感器9和一个以上的用于测量管体5内部磁场强度的磁场传感器。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置在使用时，由压力气源向空气加热器1提供压力气体，空气加热器1将压力气体加热至100℃至200℃，或者加热至400℃左右，然后再将压力气体输送至介质阻挡放电等离子体反应器3的进气口并进入介质阻挡放电等离子体反应器3中空的管体5内，同时给介质阻挡放电等离子体反应器3的高压接电电极同电，高压接电电极会朝着筒状的接地电极放电，而沿轴向穿过介质阻挡放电等离子体反应器3中空的管体5的热空气就会处于等离子状态，处于等离子状态的热空气会沿着管体5运动到永磁铁6或电磁线圈7在管体5内产生的磁场中，并受到磁场的作用。由于管体5上设有一个以上的用于测量管体5内部温度的温度传感器8、一个以上的用于测量管体5内部压力的压力传感器9和一个以上的用于测量管体5内部磁场强度的磁场传感器，可通过温度传感器8检测到管体5内部的温度值，通过压力传感器9检测到管体5内部的压力值，通过磁场传感器检测到管体5内部的磁场强度值。进而可通过检测到的管体5内部的温度值、压力值和磁场强度值的变化情况来分析研究磁化等离子体火炮的机理。因此，本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置具有可深入分析气体温度对等离子体隔热特性的影响、等离子体密度对等离子体隔热特性的影响的磁场强度和磁场方向对等离子体隔热特性的影响，进而可为设计制造更先进的磁化等离子体火炮提供各方面设计参数的特点。
作为本发明的进一步改进，上述管体5沿左右方向安装在机架4上，管体5上自前向后依次设有2—6个温度传感器8、2—6个压力传感器9和2—6个磁场传感器，管体5上设有用于测量管体5内气流流速的气体流速传感器。在使用时，可通过2—6个温度传感器8同步检测到管体5内部多处的温度值，通过2—6个压力传感器9同步检测到管体5内部多处的压力值，通过2—6个磁场传感器同步检测到管体5内部多处的磁场强度值。
作为本发明的进一步改进，上述接地电极采用金属网制成，所述压力气源为空气压缩机。空气压缩机可向空气加热器1内输送压缩空气，压缩空气在空气加热器1内部被加热后，从空气加热器1的热空气排出管排出并进入阻挡放电等离子体反应器3的进气口，然后沿着介质阻挡放电等离子体反应器3中空的管体5流向管体5的出口端。
作为本发明的进一步改进，上述机架4为矩形框架，机架4底部的四角分别安装有机架转轮10。在机架4底部的四角分别安装有机架转轮10可让机架4移动起来方便省力。
作为本发明的进一步改进，上述空气加热器1固定在托架11上，托架11底部的四角分别安装有托架转轮12。在托架11底部的四角分别安装有机架转轮10可让托架11移动起来方便省力。
作为本发明的进一步改进，上述管体5采用刚玉管制成。
作为本发明的进一步改进，上述空气加热器1的热空气排出管与介质阻挡放电等离子体反应器3的进气口通过连接法兰相连，空气加热器1的热空气排出管处串联有截门。关闭截门可截断空气加热器1的热空气排出管，让空气不能流出空气加热器1。
作为本发明的进一步改进，上述永磁铁6成对地对称设置在管体5的二侧，每对永磁铁6朝向管体5的端面为磁性不同的磁极端面，每个永磁铁6分别固定在一个调节丝杠13的里端，调节丝杠13的轴线位于管体5的径向，每个调节丝杠13分别旋装在丝杠安装座14上，丝杠安装座14通过滑块安装在双轨滑道16上，双轨滑道16沿前后水平方向固定在机架4的顶部，每个调节丝杠13可沿管体5的径向运动。在使用时，可通过转动对应的调节丝杠13来调整某个永磁铁6与管体5之间的距离，由此可调整管体5内部的磁场强度。通过让丝杠安装座14沿着双轨滑道16移动，可让某个永磁铁6在管体5内部的不同部位建立磁场。
作为本发明的进一步改进，上述电磁线圈7前后位置可调地安装在滑座17上，滑座17通过滑块安装在双轨滑道16上。通过让滑座17沿着双轨滑道16移动，可让电磁线圈7在管体5内部的不同部位建立磁场。
作为本发明的进一步改进，上述调节丝杠13的外端设有转动手柄15，管体5的截面为圆形，所述永磁铁6朝向管体5的端面为内凹的弧形面，所述管体5的顶部设有固体粉料加入装置，固体粉料加入装置可将颗粒状的物料加入到管体5，固体粉料加入装置可以是一个密封的容器，其出口处设有阀门，打开阀门，固体粉料加入装置中的固体粉料就会在重力的作用下落入管体5内，并被气流吹走。
上述永磁铁6朝向管体5的端面为内凹的弧形面，可让永磁铁6更加靠近管体5的外侧壁进而可在管体5内建起一个更强的磁场。
本发明的磁化等离子体火炮机理研究用测试装置，可用于研究气体流速对等离子体隔热特性的影响，固体颗粒对等离子体隔热特性的影响，气体温度对等离子体隔热特性的影响，等离子体密度对等离子体隔热特性的影响，磁场强度和磁场方向对等离子体隔热特性的影响等，进而可为设计制造更先进的磁化等离子体火炮提供各方面设计参数。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。