[发明专利]电容式压力测试仪

说明书

一.技术领域

本发明公开的电容式压力测试仪属电子测试仪器技术领域，具体涉及的是一种具有微小体积、高可靠性能、高测量精度等特点的全光充电、光控制、光纤通信的防爆本质安全型免拆放入的电容式电子压力测试仪。

二.背景技术

电容式电子压力测试仪是适用燃爆场内压力(如电热化学炮膛内压力、弹底压力、火炮膛内压力、油井射空压力等)测试的测试仪器，适用于火药燃烧区域内具有高温、高压的特殊环境下进行瞬态压力测试环境。针对其使用环境的特殊性，要求这种电容式电子压力测试仪必须具备如下性能与功能：1.燃爆区内火炸药燃爆颗粒与高温会直接作用于测试仪，这就要求测试仪能承受燃爆场内高压及伴随高压出现的瞬时高温的作用，因此对电容式电子压力测试仪的环境适应性要求很高。2.测试仪需要和弹药一起保高、低温，保温后直接放入炮膛射击测试膛压，因此，对电容式电子压力测试仪的高低温性能要求很高。3.由于测试仪往往需要预先内置于火炸药中，这对电容式电子压力测试仪的体积有严格的限制，就火炮膛压测试来说，根据“火炮内弹道测试方法”国家军用标准，电子测压器体积必须小于药室容积的2.0％，对于中口径火炮，这个要求是很苛刻的。4.电容式电子压力测试仪在测试场内压力时要能够承受火药气体扰动时所造成的冲击。5.多台电容式压力测试仪同时进行测试时，测试的时标或时基要统一。总之，燃爆场内的测试环境都极端恶劣，不仅要求电容式电子压力测试仪耐高温、抗高冲击振动、适应高低温环境，同时要求电容式电子压力测试仪具有微小体积、低功耗、高可靠性、高精度的特点。

目前，就国内的内置式电子压力测试仪与国外同种类压力测试仪器比较而言，测量压力达到800MPa的体积大多都在二十多立方厘米，例如：HPI公司600MPa的内置式电子压力测试仪，该测试仪体积为22cm³，而国内产品体积也达22cm³左右，去年HPI公司推出9cm³内置式电子压力测试仪，但其测量范围为0～150MPa，仅适用于迫击炮的压力测量。这远不能满足内置式电子压力测试仪微型化大压力的要求。此外，目前由于电子压力测试仪所使用的压力传感器价格十分昂贵，造成了电子压力测试仪的成本难以降低。对于取代已经使用百年的铜柱(铜球)电子压力测试仪来说，这是当前限制电子电容式压力测试仪推广应用的主要瓶颈。我国是世界上第一个已经开始推广使用电子压力测试仪的国家，降低电子压力测试仪的价格将使电子压力测试仪能够全面推广使用，这对于我国的国防建设将有重要意义。

三.发明内容

本发明的目的是：向社会提供这种电容式压力测量仪，该测量仪解决了燃爆场内压力测试仪的体积大、同时测量不同点压力时的时基统一问题，能够测量压力范围在800MPa以内的各种燃爆场内压力，例如石油井下射孔压力、火炮膛压、弹底压力、电热化学炮膛压等。

本发明的技术方案是这样的：这种电容式压力测试仪，是免拆的微小型放入式电容法电子压力测试仪，技术特点在于：采用带圆角的筒形金属壳体外筒作电容器的动极板、三段式内筒与动极板外筒同轴线配合设置于外筒中，选内筒的中段作电容器的定极板，定极板中设置该电容器的测量电路，三段式内筒的前段中设置有光充电电源，三段式内筒的后段中设置有同步触发的光纤导线，光纤导线的一端联接并控制该电容器测量电路的光控开关、光纤导线的另一端设置在该电容器壳体外。所述的电容式压力测试仪以一个测试电容为主构成，设计结构独特，具有许多优点。

根据以上所述的电容式压力测试仪，技术特点还有：所述带圆角的筒形金属壳体选用具有高强度良好弹性的马氏体实效钢金属材料制做，所述的内筒选用的金属材料为紫铜。采用的金属壳外筒能有效屏蔽外部电磁波。

根据以上所述的电容式压力测试仪，技术特点还有：所述的内筒的前段中设置的光充电电源为激光充电电源--硅光电池，内筒前段的前端面开设充电光窗口，在光窗口与硅光电池之间设置有光学胶固定的散射塑片，在光窗口外设置保护光窗的无孔螺堵，这些设置能防止充电时光电池被烧毁，这样保证了光电池的安全、可靠地有效供电。

根据以上所述的电容式压力测试仪，技术特点还有：所述的同步触发的光纤导线是多台电容式压力测试仪实现光控同步启动、光纤同步触发、光纤高速传输、测试时基统一所采用的光纤导线，该光纤导线穿过内筒后段末端面上的带孔螺堵设置在该电容器壳体外。所述采用的光纤导线信号传递时间远小于燃压传递时间，实现光控同步启动、光纤同步触发、光纤高速传输、测试时基统一，使多台电容式压力测试仪同步测试精度高。