本发明公开了一种两仓式准密闭容器实验装置，主要应用于多功能含能结构材料撞击释能的测量；包括：前半球形壳体、第一柱形环、环形盖板、前视窗口、前传感器安装孔、靶板固定环、靶板、后半球形壳体、后传感器安装孔、后视窗口、第二柱形环、第三柱形环、前防护风帽、后防护风帽。测试样品通过弹道枪、轻气炮等加载方式获得初速，穿透薄铁片后进入容器内部，撞击容器中部的靶板发生化学反应，产生的能量导致容器内气压升高。利用传感器捕捉其气压变化，进而衡量该试样的释能水平。其优点在于，前后两个半球形容器分别测得靶前和靶后的超压值，且在各自半球形容器内的数据在理论上没有时间差。防护风帽则可以很好地保护传感器不受破片损坏。
1.一种两仓式准密闭容器实验装置，其特征在于：包括前半球形壳体（1）、第一柱形环（2）、靶板（6）、后半球形壳体（7）、靶板固定环（12）、两个前防护风帽（13）、两个后防护风帽（14）和四个压力传感器，前半球形壳体（1）顶面设有一个圆形开口，开口处外壁面上固连第一柱形环（2），环形盖板（3）固定在第一柱形环（2）上，蒙皮固定在环形盖板（3）和第一柱形环（2）之间，封住圆形开口；前半球形壳体（1）底面开口内壁固连靶板固定环（12），用于固连靶板（6），前半球形壳体（1）和后半球形壳体（7）通过法兰固连，通过靶板固定环（12）和靶板（6）将前半球形壳体（1）和后半球形壳体（7）隔开为两个腔室；前半球形壳体（1）上还设有一个圆形前视窗口（4）和两个前传感器安装孔（5），上述圆形前视窗口（4）和两个前传感器安装孔（5）的轴线均指向球心，前半球形壳体（1）内壁靠近前传感器安装孔（5）位置分别固连一个前防护风帽（13）；后半球形壳体（7）上设有一个圆形后视窗口（9）和两个后传感器安装孔（8），所述圆形后视窗口（9）和两个后传感器安装孔（8）的轴线均指向球心，后半球形壳体（7）内壁靠近后传感器安装孔（8）位置分别固连一个后防护风帽（14），两个压力传感器分别固定在两个前传感器安装孔（5）内，另两个压力传感器分别固定在两个后传感器安装孔（8）内。
2.根据权利要求1所述的两仓式准密闭容器实验装置，其特征在于：所述前防护风帽（13）和后防护风帽（14）的锥顶均指向球心，且穿过锥顶的轴线分别与对应的传感器安装孔的轴线重合。
3.根据权利要求1所述的两仓式准密闭容器实验装置，其特征在于：所述后半球形壳体（7）顶面内壁加厚。
4.根据权利要求1所述的两仓式准密闭容器实验装置，其特征在于：所述圆形前视窗口（4）的圆心与其最接近的前传感器安装孔（5）的圆心，两者在前半球形壳体（1）开口端端面上的投影的夹角为90°，两个前传感器安装孔（5）在前半球形壳体（1）开口端端面上的投影的夹角为120°。
5.根据权利要求1所述的两仓式准密闭容器实验装置，其特征在于：所述圆形后视窗口（9）的圆心与其最接近的后传感器安装孔（8）的圆心，两者在前半球形壳体（1）开口端端面上的投影的夹角为90°，两个后传感器安装孔（8）在前半球形壳体（1）开口端端面上的投影的夹角为120°。
一种两仓式准密闭容器实验装置
技术领域
[0001] 本发明属于材料冲击释能研究领域，具体涉及一种两仓式准密闭容器实验装置。
背景技术
[0002] 撞击条件下发生化学反应并释放能量是多功能含能材料的重要性能，因此设计相应的实验装置用来测量各种不同配方的活性金属在不同撞击条件下的释能水平非常重要，能够为多功能含能材料的配方设计提供数据支持。目前这种实验最常用的测试方法是由AMES设计的密闭容器实验装置，该装置总体为筒形，靶板为位于圆筒中部，前端为薄铁板。测试样品通过弹道枪、轻气炮等加载方式获得初速，穿透前方的薄铁片后进入容器内部，撞击容器中部的靶板从而发生化学反应，化学反应产生的能量导致容器内部的气压升高。位于容器不同部位的传感器通过捕捉容器内不气压变化，从而衡量该试样的释能水平。然而这种实验装置的缺点有两个方面：1，当材料撞击靶板后发生反应，能量是以球面波的方式向外传播，而容器总体为筒形，从而导致反应能量到达容器不同位置的时间不同。导致不同位置的传感器测得的波形具有时间差。2，靶板位于筒中部，靶前靶后空间相通，如果靶板被击穿，靶前与靶后的能量所引起的超压变化会在筒内碰撞，从而造成测量不准确；如果靶板没有击穿，反应能量需要绕过靶板传播至靶后的容器空间，当反应物释放的能量较低时，能量绕过靶板后衰减，从而导致靶前和靶后的传感器具有不同的读数。难以准确计算释能的能量值。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种两仓式准密闭容器实验装置，解决了多功能含能结构材料的冲击释能测量问题。
[0004] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种两仓式准密闭容器实验装置，包括前半球形壳体、第一柱形环、靶板、后半球形壳体、靶板固定环、两个前防护风帽、两个后防护风帽和四个压力传感器，前半球形壳体顶面设有一个圆形开口，开口处外壁面上固连第一柱形环，环形盖板固定在第一柱形环上，蒙皮固定在环形盖板和第一柱形环之间，封住圆形开口；前半球形壳体底面开口内壁固连靶板固定环，用于固连靶板，前半球形壳体和后半球形壳体通过法兰固连，通过靶板固定环和靶板将前半球形壳体和后半球形壳体隔开为两个腔室；前半球形壳体上还设有一个圆形前视窗口和两个前传感器安装孔，上述圆形前视窗口和两个前传感器安装孔的轴线均指向球心，前半球形壳体内壁靠近前传感器安装孔位置分别固连一个前防护风帽；后半球形壳体上设有一个圆形后视窗口和两个后传感器安装孔，所述圆形后视窗口和两个后传感器安装孔的轴线均指向球心，后半球形壳体内壁靠近后传感器安装孔位置分别固连一个后防护风帽，两个压力传感器分别固定在两个前传感器安装孔内，另两个压力传感器分别固定在两个后传感器安装孔内。
[0005] 本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
[0006] 一是本发明采用两个半球形容器，且靶板安装在球心处。因此，不同位置的传感器所测得的数据理论上没有时间差；
[0007] 二是本发明采用防护风帽结构，能有效抵挡爆炸产生的破片飞向传感器，从而保证传感器的安全，并保证所测得数据的准确性；
[0008] 三是本发明采用两仓式的球形容器，靶前与靶后空间不相通，可以分别测试靶前和靶后的超压值。
附图说明
[0009] 图1为本发明两仓式准密闭容器的爆炸图。
[0010] 图2为本发明的前半球形壳体结构示意图。
[0011] 图3为本发明的后半球形壳体结构示意图。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0013] 结合图1、图2和图3，本发明所述的一种两仓式准密闭容器，包括前半球形壳体1、第一柱形环2、靶板6、后半球形壳体7、靶板固定环12、两个前防护风帽13、两个后防护风帽14和四个压力传感器，其总体装配结构如图1所示，前半球形壳体1的底面开口端外壁焊接第二柱形环11，后半球形壳体7底面开口端焊接第三柱形环10，通过螺栓将第二柱形环11和第三柱形环10固连，形成法兰配合。
[0014] 前半球形壳体1顶面设有圆形开口，开口处外壁焊接第一柱形环2，其上周向均布六个螺纹孔，便于通过螺栓与环形盖板3联结，从而压紧蒙皮。在前半球形壳体1的侧面设置一个圆形前视窗口4，其圆心轴线通过球心以便于观察或者拍摄含能材料撞击靶板的瞬间；同样在前半球形壳体1的侧面设置有两个前传感器安装孔5，前传感器安装孔5的轴线通过球心。在前传感器安装孔5内部一侧即前半球形壳体1内壁面设置有前防护风帽13，在前半球形壳体底部开口端内壁焊接有靶板固定环12，环上开四个螺纹孔便于固定靶板6。后半球形壳体7顶面无开孔且加厚其顶面以免被破片击穿。后半球形壳体7侧面和内部分别设有两个后传感器安装孔8和一个圆形后视窗口9，后半球形壳体7内壁靠近后传感器安装孔8位置分别固连一个后防护风帽14，底面无靶板固定装置。
[0015] 防护风帽13、14包括连杆和圆锥形风帽，连杆一端与圆锥形风帽开口端固连，另一端通过螺纹螺母与半球形壳体内壁固连，使得圆锥形风帽中心轴线与传感器插孔中心轴线重合，且所述轴线穿过球心，用于抵挡直线飞向传感器的破片。
[0016] 前半球形壳体1和后半球形壳体7通过法兰固连，通过靶板固定环12和靶板6将前半球形壳体1和后半球形壳体7隔开为两个腔室。
[0017] 所述圆形前视窗口4的圆心与其最接近的前传感器安装孔5的圆心，两者在前半球形壳体1开口端端面上的投影的夹角为90°，两个前传感器安装孔5在前半球形壳体1开口端端面上的投影的夹角为120°。
[0018] 所述圆形后视窗口9的圆心与其最接近的后传感器安装孔8的圆心，两者在前半球形壳体1开口端端面上的投影的夹角为90°，两个后传感器安装孔8在前半球形壳体1开口端端面上的投影的夹角为120°。
[0019] 工作原理
[0020] 将蒙皮（薄铁片、薄铝片等）放置于第一柱形环2上，盖上尼龙垫，并用环形盖板3压住，再将其与第一柱形环2通过螺钉紧固。将四个压力传感器分别安装于前传感器安装孔5和后传感器安装孔8内，通过压力传感器上的螺纹连接，确保所有的传感器安装孔上都有压力传感器，以保证容器的密闭性。将靶板6通过螺栓固定在靶板固定环12上，最后将传感器安装孔5和后半球形壳体7通过第二柱形环11和第三柱形环10上的螺纹孔进行连接紧固并确保其密闭性。装置整体装配到位后，侧立固定。通过火药枪、轻气炮等手段加载测试样品，测试样品的飞行路线在三个柱形环的共同轴线上。样品穿透薄铁片圆心后继续飞行，击中靶板圆心后发生破碎并诱发化学反应，击穿靶板6的同时获得更大的后效。在击穿靶板6的瞬间，靶前和靶后的能量波分别产生并分别以球形波的形式向外传播。由四个压力传感器捕捉容器内部气压变化情况，完成测试。
