[发明专利]一种温度响应变电阻机制的燃烧波速检测装置和方法

说明书

本发明公开一种存在固体燃烧物的燃烧波蔓延速度的实时监测装置和方法。电阻丝呈双绞线形式布置，电阻丝包覆可在高温下失效的绝缘层，电阻丝通过导线与恒流/恒压电源的输入端连接，恒流/恒压电源输出端与无纸记录仪连接。本发明能够实时检测记录存在固体燃烧物的燃烧过程中燃烧波蔓延速度。本发明结构简单、检测过程安全、准确。本发明适用于存在固体燃烧物的燃烧波蔓延速度检测。

技术领域

本发明属于检测领域，具体涉及一种温度响应变电阻机制的燃烧波速检测装置和方法。

背景技术

在燃烧合成工艺等在存在烧燃烧过程的技术领域中，为了能够精准控制燃烧反应的速度，研究燃烧过程的变化规律，一般需要对燃烧形成的燃烧波特性进行研究，由于燃烧过程往往伴随着高温或超高温，这给燃烧波的准确检测带来巨大的技术难度。因为，在高温下，尤其是温度超过1800摄氏度后，燃烧区域将发出白光，很难辨识高温燃烧波的变化。早在1994年，傅正义等人申请了专利CN2167986Y，通过在自蔓延高温合成材料装置外部设置光学摄像头和时间发生器，并在反应腔对应位置设置石英视窗，当高温反应被引燃后，由摄像头采集高温反应区的图像，从而获得自蔓延高温合成的燃烧温度、燃烧波等特性参数。除此之外，还有其他专利或文献记载了采用红外摄像观察手段可以测算燃烧过程的蔓延速率，但由于部分燃烧物表面燃烧状态与内部燃烧状态差异较大或完全不同，光学检测手段难以测量燃烧区域内部的真实燃烧速度，因此，光学检测方法具有一定的局限性。国防科技大学韩超等人在2011年申请的专利CN102279250A公开了一种固体推进剂燃速测量方法，在固体推进剂中埋设热电偶，通过热电偶采集燃烧数据，获得固体推进剂的燃烧波温度和从点火到燃烧完全过程中的压力，计算相关时刻，从而通过微分方程得到燃速公式。该专利通过定点布置热电偶获得固体燃烧物内部任意时刻燃烧蔓延位置及燃烧速度等信息，但由于热电偶埋设到固定位置后，只有当燃烧波经过热点偶的埋设点时，通过温度的响应才能获知响应的时刻，再通过计算整体的固体推进剂的长度来计算燃烧波传播到热电偶埋设点的传播平均速度，由此可见，这种测速方式仅能计算平均燃烧速度，对于长度较大的固体物料来说，发生燃烧时，无法精准测量实时的燃烧速度。

为了能够精准、实时的获取燃烧区域燃烧波的速度，本发明研究了一种温度响应变电阻机制的燃烧波速检测装置和方法。

发明内容

为弥补现有燃烧波速度检测手段的不足，本发明的目的在于提供一种燃烧波速实时监测装置及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃烧波速实时监测装置，包括燃烧区电阻丝1、外部导线、恒流/恒压电源2、无纸记录仪3。所述燃烧区电阻丝为双绞线布置，在双绞线一端两线连通，双绞线另一端分出两路电阻丝接头，分别与所述外部导线连接至恒流/恒压电源正负极，形成一个完整的电路回路，将无纸记录仪与恒流/恒压电源连接，以实时记录其电流电压变化数值。

所述的燃烧区电阻丝为带绝缘层的电阻丝，以确保在不燃烧条件下不受外界环境的干扰，以及在燃烧波在未经过的情况下，绝缘层不发生损坏。

所述的燃烧区电阻丝的双绞线的两股线紧密缠绕，在经历燃烧波时，两股电阻丝的前端烧蚀后形成新的导通点。

进一步所述的燃烧区电阻丝的绝缘层厚度在0.001～1mm之间。

所述燃烧区电阻丝的绝缘层材质为有机高分子材料，优选聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯等高分子绝缘材料。

所述的燃烧区电阻丝(1)的材质为金属材质，优选康铜6J11或Cr30Ni70。

进一步，由于燃烧波在传播过程中，存在着对未燃烧物料的预热过程，如燃烧区电阻丝的绝缘层耐热温度太低，则容易在预热阶段就会发生绝缘层破坏，从而导致测试结果比实际燃烧波到达时刻提前，因此，根据不同的燃烧区燃烧温度区间，选择合适的电阻丝绝缘层材质成分是至关重要的。