声发射检测技术在固体推进剂研制中的应用
刘科祥1，陈宝科2
(1．西安电子科技大学 理学院 西安 710071； 2．中国航天工业总公司四院四十三所 西安 710000)
摘 要：介绍一种应用声发射探测技术测试固体火箭推进剂燃烧速度的系统。该系统基于windows 9x平台。具有自动调压、调温、注水、排水等测试条件的控制功能：具有试样药条检测、水位检测及实时点火测试等功能；具有试样测试数据管理和综合统计分析功能。各种测控操作均在一个界面下完成，并伴有工作动画提示。
关键词：声发射 固体火箭推进剂 燃速 计算机测控
复合固体推进剂燃烧速度是固体火箭发动机的内弹道性能，是推进剂配方设计和装药工艺研制中需要严格控制的主要技术指标。因此，其燃速测试极为重要。水下声发射法以其测速范围宽、精度高、使用简单安全等特点得到广泛应用。水下声发射测试法是利用压电陶瓷声发传感器探测复合固体推进剂药条在水下燃烧产生的声波信号，经过放大、滤波、整形后，进行记录处理、分析，得到己知长度试样药条的燃烧曲线和燃烧速度值。改变条件参数进行测试，就可综合分析出同—试样在不同温度、压力条件下的温度敏感系数和压力指数。来评价试验样品的燃烧性能。
一．系统组成
1.1 测试原理
将已知长度的试样药条置于特殊设计的盛有水的耐压燃烧室内。通过空气压缩机、管道和阀门调节燃烧室内的压强，利用半导体冷堆控制燃烧室内的温度。在一定的温度、压强条件下点燃浸入燃烧室内水中的试样药条，用声发射传感器将药条燃烧产生的声压信号转换为电信号，放大滤波等处理后，与温度压力条件信号一起，经高速A／D转换和计时得到实时数据，并送入计算机。实时显示药条燃烧过程中声压信号的变化(称为：燃烧曲线)以及温度、压强变化曲线．根据燃烧曲线可实时分析出试样的混合状况、均匀程度等参数。计时是用定时器记录燃烧声波信号的持续时间(称为：药条燃烧时间)，来换算该试样同一压强、温度条件下的燃速值。改变条件参数进行测试，就可综合分析得到压力指数和温度敏感系数。用数据来评价同一样品的燃烧性能。
测试过程中压强和温度的控制、液位和药条检测、多根药条自动点火、测试都由程序控制自动完成，并在显示屏上实时显示燃烧曲线和钡测试数据。实现了多任务多窗口操作。
1.2 测试系统的性能指标
1.2.1 系统主要性能
a.具有计算机控制和手动两种控制方式；
b.对压强、温度进行闭环控制；
c.对温度、压强和药条燃烧过程进行实时测试；显示其变化曲线。
d.具有自动定量注水、排水功能；
e.具有一次装三根药条点火通道；
f.具有压强、温度控制测量功能；
g.具有燃烧室内水位检测联锁功能；
h.具有燃烧室内有无药条试样的检测功能；
i.燃烧时间硬定时精测功能；
j.压强指数、温度敏感系数自动计算；
k.测试数据的自动管理。
