[发明专利]基于光流控技术的炸药结晶过程动态浓度检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于光流控技术的炸药结晶过程动态浓度检测系统，其特征在于，包括：

流体驱动模块：包括多通路注射泵(2)与微量注射器(3)，用于驱动炸药重结晶所用的溶剂溶液(4)和反溶剂溶液(5)；

微混合及结晶模块：根据不同炸药结晶特性与混合条件选择混沌对流微混合芯片(11)、振荡涡流微混合器或共轴聚焦微混合器；

驱动模块：驱动溶剂溶液(4)和反溶剂溶液(5)在微混合及结晶模块接触后，在微混合结构的作用下实现快速混合，生成纳米炸药悬浮液(22)，流入微混合及结晶模块的微结晶芯片(14)；

显微观测模块：用于观测微混合与结晶模块中混合状态与混合效率；

在线浓度检测模块：包括在线光谱仪，用于采集流入到微结晶芯片(14)中的纳米炸药悬浮液(22)的实时浓度；

样品收集模块(21)：用于收集从微结晶芯片(14)流出的纳米炸药悬浮液(22)；

连接组件：连接组件将所述流体驱动模块、微混合与结晶模块、在线浓度检测模块和样品收集模块连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在线浓度检测模块还包括红外可调准直支架(15)和准直镜头(16)；显微观测模块包括显微CCD相机(12)与图像传输线(13)；

混沌对流微混合芯片(11)在高粘度流体状态下工作，振荡涡流微混合器由振荡器(9)与单涡流芯片(10)组成，该混合器适合快速结晶的炸药，共轴聚焦微混合器，由“Y”型分流器(7)与共轴聚焦微混合器(8)组成。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述在线浓度检测模块中微结晶芯片(14)结构由直径为9±2mm圆形结晶腔室与1±0.2mm进口管道和1.5±0.3mm出口管道构成；

可调红外准直支架(15)由长度为100±20mm，宽度为60±10mm，厚度为10±2mm的正反两个不锈钢块构成，不锈钢块上设有10±0.5mm的准直镜头螺纹通孔，用于使准直镜头(16)对准在微结晶芯片(14)的中央位置，同时在正板的顶面设置有宽度为20±0.5mm，厚度为4±0.5mm的滤光片插孔，正反板由螺丝固定。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，连接组件包括“T”型连接器和连接管道。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的系统进行检测的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：配制溶剂溶液(4)，即称取一定量的炸药原料溶于选定溶剂中，置于微量注射器(3)中，放入恒温水浴锅中至炸药颗粒全部溶解，备用；

步骤二：将溶剂溶液(4)和反溶剂溶液(5)置于驱动模块，在计算机控制模块(1)中设置多通路注射泵(2)的流速与相应压力，备用；

步骤三，打开红外光源(19)、红外信号接收器(20)与计算机控制模块(1)中的光谱采集软件，扣除暗背景与相对背景；

步骤四，开启显微CCD相机(12)，通过调节电控升降台位置将镜头对焦到微混合区域，将图像信号通过传输线(13)显示在计算机控制模块(1)中；

步骤五，开启流体驱动模块，推动溶剂溶液(4)与反溶剂溶液(5)流入微混合与结晶模块，生成相应的炸药悬浮液(22)；

步骤六，通过炸药浓度与吸光度之间的关系，对红外光谱进行标定；

步骤七，对照标定曲线，将收集到的光谱数据进行处理，得到不同时刻的炸药浓度；

步骤八，将从微结晶芯片(14)中得到的炸药悬浮液(22)收集至样品收集模块(21)，进行洗涤、抽滤、干燥，最终获得重结晶炸药颗粒。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，溶解炸药的溶剂选自二甲亚砜和二甲基甲酰胺的任一种，反溶剂选自去离子水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，炸药溶解于溶剂的浓度范围为0.01～100g/L。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤一中恒温水浴锅温度的范围为0～80℃。