[发明专利]一种用于压力变化条件下测量固体推进剂声速的装置及方法

摘要

本发明属于航空航天技术领域，提供了一种用于压力变化条件下测量固体推进剂声速的装置及方法。该装置利用压缩空气来建立内部压力环境，主要参数可调，能够准确修正发动机工作时燃烧室压强所引起的固体推进剂声速变化。其特征是利用高压气泵来建立高压环境，并使用高精度位移传感器测量压强引起的推进剂变形量，再通过超声波换能器及测试软件获得其声速并进行压力修正。本发明的效果和益处是可以准确给出高压环境所引起的推进剂变形误差，直接得到环境压强对固体推进剂内部声速的影响，为超声波动态燃速测量的压力修正提供实验方法和实现手段；与现有的密闭容器压力修正实验相比，可以精确测量推进剂在压力环境下的变形量，使修正更为精确。

主权项

1.一种用于压力变化条件下测量固体推进剂声速的装置，通过该装置对固体火箭发动机内压环境所造成的燃速测量误差进行修正；其特征在于，该装置分为超声波测量段、圆筒段和高精度位移测量机构三部分；所述的超声波测量段主要由夹持装置(1)、耦合材料(4)和左端盖(3)组成；超声波探头(2)由夹持装置(1)压在耦合材料(4)外侧；耦合材料(4)与左端盖(3)之间通过锥面密封；推进剂试样(5)粘贴在耦合材料(4)内侧上；超声波探头(2)和耦合材料(4)界面、耦合材料(4)和推进剂试样(5)界面均不能有气体，以保证超声波信号的良好传输；所述的圆筒段为具有金属耐压的压力容器筒体(7)，其厚度根据耐压压强计算，其两端分别与左端盖(3)和右端盖(11)通过螺纹进行连接，并采用O型圈密封；压力容器筒体(7)上设置有进排气孔(9)，进排气孔(9)与高压气泵或高压气瓶连接，通过加入或排出气体来控制装置的内部压强；所述的高精度位移测量机构主要由磁致伸缩传感器(12)、套筒(6)和弹簧(10)组成；磁致伸缩传感器(12)为细长杆型结构，通过螺纹与右端盖(11)连接，使用O型圈密封；测量杆上套有磁环(8)，磁环(8)与套筒(6)一端紧固连接；磁环(8)与右端盖(11)之间的测量杆上套有弹簧(10)，弹簧(10)呈压缩状态，使套筒(6)另一端与推进剂试样(5)保持接触；推进剂试样(5)的厚度变化由磁致伸缩传感器(12)测出。