[发明专利]一种炸药内部温度场测量装置

说明书

本发明公开设计了一种炸药内部温度场测量装置，涉及自动化测试领域。一种炸药内部温度场测量装置，由STM32中控的主机、数个温度采集用的从机和碳纤维棒组成。可完成炸药内部温度的多点测量，灵活定位温度测量点，灵活配置温度测量点数且避免了走线带来的测量干扰，同时，将采集到的温度值发送至上位机，将上位机上的温度值通过烟花算法改进的BP神经网络进行炸药热累积损伤预测。本发明具有测量装置体积小、传感器定位灵活、传感器点数及组数配置灵活、可避免模拟线路测量误差、预测精度高的特点。

技术领域

本发明属于自动化测试领域，涉及一种炸药内部温度场测量装置。

背景技术

在炸药长贮存过程中，药柱内部缓慢的物理和化学变化会产生一定的热量，在密封贮存的条件下，热量由于不能及时释放而产生热累积，当热累积达到一定程度后，炸药的性能指标会发生变化，从而影响炸药自身的寿命周期。为了得到炸药性能指标与温度的关系，从而进一步研究炸药热损伤现象对炸药性能参数的影响。所以，首先需要对药柱内部的温度场的进行监测，并在监测时针对不同大小炸药灵活定位传感器在药柱内部位置与灵活配置测温点数，对温度变化密集的区域分辨率更高；再通过测得的温度场进行进一步热损伤预测。

目前市场上测量炸药内部温度的温度传感器均选择热电偶或者铂电阻，其本身体积较大，需要的信号调理电路也大，传感器的定位件体积也大，三个因素导致测量电路体积过大，影响被测对象自身温度特性；另外传感器的定位件安装需要打孔或者焊接，当有不同位置的测温方案时，无法自定义测温点更改传感器定位位置；而且传感器测量点数配置不灵活，不能根据需要任意拓展单个装置上的传感器数量或拓展传感器的组数；最后由于炸药的测量在密闭环境中，现有测量方案传感器采集到的温度模拟量通过模拟线路连接至后级电路，这部分电路因受测试环境内外温度环境影响，会在信号传输过程中引入误差。在获得数据进行炸药内部热累积损伤预测时，现有BP神经网络模型存在收敛速度慢且易陷入局部最优的问题。

发明内容

本发明是要提供一种炸药内部温度场测量装置，解决了现有技术中存在的测量装置体积大、传感器定位位置不灵活、传感器数量配置不灵活、测量误差受电路拓扑结构影响的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案是：一种炸药内部温度场测量装置，由STM32中控的主机、数个温度采集用的从机和碳纤维棒组成；所述主机由STM32主控部分和上位机组成，STM32主控部分由485通信模块、数据存储模块和串口通信模块组成；所述从机设置于密闭的外壳内，由依次连接的传感器、分压电路、模数转换器转换模块、STM8控制模块和485通信模块组成；所述主机与从机之间通过RS485型的总线接口板连接，所述每个从机内的传感器是数个热敏电阻，并列连接于分压电路上，数个传感器对应连接有数个碳纤维棒。

上述的模数转换器采集模块电路采用ADS1115芯片，ADS1115采用IIC通讯协议，SCL与SDA引脚分别接一个10K上拉电阻，模数转换器DR和GND引脚接地，VDD接+3.3V，SCL作为IIC总线的时钟线，SDA作为IIC总线的数据线，AIN引脚的输入为热敏电阻与另一高精度电阻分压之后的电压值的大小，经过模数转换后将数字量通过IIC总线进行传输。

上述串口通信模块选用CH340G，复位输入连接一个反向二极管，连接的电阻为限流电阻，晶振选择12MHz的石英晶体，旁路电容选择22pF的高频瓷片电容。

本发明的有益效果是：

1.该装置中每个温度采集从机PCB尺寸仅为16mm×50mm，温度采集点直径不大于φ2mm，无调理电路，且只需一路3.3V供电，实现了体积的小型化。

2.该装置通过热缩套管更改碳纤维棒和传感器引线长度，自定义碳纤维棒在伸入炸药内部后传感器的位置定位，定位方式简化。