一种高压高速高冲击测量装置

1.本实用新型属于机械设备测试设备技术领域，具体涉及一种高压高速高冲击测量装置。


背景技术：

2.伴随着我国现代化军事装备的发展，武器装备的作战空间和作战半径的逐步提高，在远程打击装备中，舰炮打击无疑是最直接和最有效的打击方式，可以有效解除对方的军事力量的威胁；
3.而在舰炮设计过程中，由于舰炮发射的特殊需求，因此在舰炮发射过程中的，舰炮发射的距离、冲击力和发射速度等均是影响和决定弹药设计的核心因素，但受测试手段的限制，目前对舰炮力学环境的掌握，与真实情况还存在一定差距；且现有技术还存在着发射过程噪声数据带来的干扰大，无法实现实时测量，以及操作难度高、经济性差等不足；因此如何在理论研究的基础上设计出一种能够利用成熟技术、准确可靠地获取发射过程中弹丸力学状态的实验装置一直是行业内难题；
4.因此，亟需设计一种适用于舰炮发射的高压高速高冲击测量装置，以解决上述现有技术存在的问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高压高速高冲击测量装置，本装置通过舰炮弹丸和传感器组的设置，能够实时且准确的测量弹丸射击时的膛压、速度和加速度变化，且本装置体积占有率小、无外接测试设备、对于现场操作人员要求低，设备可多次重复使用，经济性较好，具有结构简单、测量准确性高和经济性较好的特点。
6.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
7.一种高压高速高冲击测量装置，包括弹丸和设置在弹丸内的传感器组，其中
8.所述弹丸包括弹丸中部壳体、弹丸前部壳体、引信和弹丸尾部壳体，所述弹丸尾部壳体设置在弹丸中部壳体的尾端，弹丸前部壳体设置在弹丸中部壳体的前端，引信设置在弹丸前部壳体的前端；
9.所述传感器组包括传感器组外壳、传感器固定安装座和检测单元，所述传感器组外壳通过弹丸前部壳体和弹丸尾部壳体设置在弹丸内，所述传感器固定安装座设置在传感器组外壳内，用于将测量弹丸射击时的膛压、速度和加速度变化的检测单元固定在传感器固定安装座上。
10.优选的，所述的传感器组外壳包括螺接连接的传感器组外壳后部和传感器组外壳前部，所述传感器固定安装座固定设置在传感器组外壳前部内，且在所述传感器组外壳前部的端部设置有传感器组安装螺纹，所述传感器组安装螺纹与引信同心连接。
11.优选的，所述的传感器组外壳后部的尾端弹底上设置有测压孔，所述测压孔内安
装有弹底压力传感器，且在所述传感器组外壳后部的尾端还设置有弹底安装螺纹，所述弹底安装螺纹与弹丸尾部壳体同心连接。
12.优选的，所述的弹底压力传感器通过螺接件固定在传感器组外壳后部的外壳后底部。
13.优选的，所述的检测单元包括电源模块、数据采集卡、数据储存单元、振动传感器、冲击传感器和惯性传感器，其中
14.所述电源模块用于供电；
15.所述数据采集卡用于储存弹底压力传感器、振动传感器、冲击传感器和惯性传感器采集的数据；
16.所述振动传感器用于测量弹丸发射时的振动数据；
17.所述冲击传感器用于测量弹丸在发射时的冲击力；
18.所述惯性传感器用于测量测量弹丸在发射时的加速度和旋转运动的角速度。
19.优选的，所述的电源模块、数据采集卡、数据储存单元、振动传感器、冲击传感器和惯性传感器均安装在弹丸轴线处。
20.优选的，所述的传感器固定安装座上还设置有安装槽，所述安装槽上设置有固定机构。
21.优选的，所述的固定机构包括调节件、活动支架和挤压件，其中所述调节件为l形构件，且在调节件底部立杆上设置有滑块，所述滑块卡合在传感器固定安装座上的卡槽内，且沿着压槽滑动；所述调节件为调节螺杆，所述调节螺杆与调节件螺接连接，所述挤压件通过轴承安装在调节件的下端。
22.本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种高压高速高冲击测量装置，与现有技术相比，本实用新型的改进之处在于：
23.(1)本实用新型设计了一种高压高速高冲击测量装置，包括弹丸和设置在弹丸内的传感器组，在使用时能够通过传感器组实时测量弹丸射击时的膛压、速度和加速度变化，射击完毕后提取测试数据，同时本装置体积占有率小、无外接测试设备、对于现场操作人员要求低，且可多次重复使用，经济性较好；
24.(2)本装置将传感器组安装在舰炮弹丸内部，测量数据更加准确，对现有制式弹改动最小，改装过后的弹药其质量、质心变化最小，具有与真实火炮发射时相同的力学性能，测量装置与弹丸结合部位具有一定强度，能够在内膛恶劣的环境下不发生损坏，为舰炮发射过程力学环境的测量提供一种可靠的方法手段，具有结构简单、测量准确性和安全性高、经济性较好的优点；
25.(3)且本装置为对检测单元内部的各个元器件进行保护，避免舰炮弹丸在发射过程中损坏电源模块、数据采集卡、数据储存单元、振动传感器、冲击传感器和惯性传感器等元器件，具有安装安全性高和拆卸方便的优点。
附图说明
26.图1为本实用新型高压高速高冲击测量装置的机构示意图。
27.图2为本实用新型高压高速高冲击测量装置的剖视图
28.图3为本实用新型传感器组外壳的机构示意图。
29.图4为本实用新型传感器组外壳的剖视图。
30.图5为本实用新型传感器组外壳前部的剖视图。
31.图6为本实用新型固定机构的机构示意图。
32.图7为本实用新型测量装置原理图。
33.其中：1.弹丸中部壳体，2.弹丸前部壳体，3.引信，4.弹丸尾部壳体，5.传感器组外壳后部，6.传感器组外壳前部，7.弹底安装螺纹，8.弹底压力传感器，9.传感器组安装螺纹，10.电源模块，11.数据采集卡，12.数据储存单元，13.振动传感器，14.冲击传感器，15.惯性传感器，16.传感器固定安装座，17.安装槽，18.滑块，19.轴承，20.调节件，21.调节件，22.挤压件，23.卡槽，24.橡胶垫。
具体实施方式
34.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
35.实施例1：参照附图1-7所示的一种高压高速高冲击测量装置，包括弹丸和设置在弹丸内的传感器组，其中
36.所述弹丸为流线型的舰炮弹丸结构，包括弹丸中部壳体1、弹丸前部壳体2、引信3和弹丸尾部壳体4，所述弹丸尾部壳体4设置在弹丸中部壳体1的尾端，弹丸前部壳体2设置在弹丸中部壳体1的前端，所述引信3设置在弹丸前部壳体2的前端，使用时，利用弹丸前部壳体2和弹丸尾部壳体4将所述传感器组固定安装在弹丸内部；
37.所述传感器组包括传感器组外壳、传感器固定安装座16和检测单元，所述传感器组外壳通过弹丸前部壳体2和弹丸尾部壳体4固定安装在弹丸内，所述传感器固定安装座16固定安装在传感器组外壳内，所述检测单元固定在传感器固定安装座16上，用于实时测量弹丸射击时的膛压、速度和加速度变化。
38.优选的，为便于组装和拆卸，所述的传感器组外壳全长555mm，壁厚2mm，包括螺接连接的传感器组外壳后部5和传感器组外壳前部6，所述传感器固定安装座16固定设置在传感器组外壳前部6内，且在所述传感器组外壳前部6的端部设置有传感器组安装螺纹9，所述传感器组安装螺纹9与引信3配合使用，使用时利用传感器组安装螺纹9将传感器组外壳前部6与引信3同心连接，对所述传感器组外壳前部6在弹丸内的位置进行固定，且所述传感器组外壳前部6的长度为310mm，直径为50mm。
39.优选的，所述的传感器组外壳后部5的长度为250mm，直径为48mm，且在传感器组外壳后部5的尾端弹底上设置有测压孔，所述测压孔内安装有弹底压力传感器8用于测量弹底火药气体压力，且在所述传感器组外壳后部5的尾端还设置有弹底安装螺纹7，所述弹底安装螺纹7与弹丸尾部壳体4配合使用，使用时利用弹底安装螺纹7将传感器组外壳后部5与弹丸尾部壳体4同心连接，对传感器组外壳后部5在弹丸内的位置进行固定。
40.优选的，所述的传感器组外壳后部5与传感器组外壳前部6通过m48*1.5的螺纹固定在一起。
41.优选的，所述的弹底压力传感器8通过螺接件固定在传感器组外壳后部5的外壳后底部。
42.优选的，为便于实时测量射击时的膛压、速度和加速度变化等参数，所述的安装在
传感器固定安装座16上的检测单元包括电源模块10、数据采集卡11、数据储存单元12、振动传感器13、冲击传感器14和惯性传感器15，其中
43.所述电源模块10用于给上述传感器供电；
44.所述数据采集卡11用于储存弹底压力传感器8、振动传感器13、冲击传感器14和惯性传感器15采集的数据；
45.所述振动传感器13用于测量弹丸在发射时的振动数据；
46.所述冲击传感器14用于测量弹丸在发射时的冲击力；
47.所述惯性传感器15用于测量测量弹丸在发射时的加速度和旋转运动的角速度。
48.优选的，为了确保测量过程中数据的准确性，同时方便安装和接线，上述各传感器均安装在弹丸轴线处。
49.使用如本实施例所述的高压高速高冲击测量装置可以实时测量射击时的膛压、速度、和加速度变化，射击完毕后提取测试数据；且本装置体积占有率小、无外接测试设备、对于现场操作人员要求低，且可多次重复使用，经济性较好；同时本装置的传感器组安装在舰炮弹丸内部，测量数据更加准确，对现有制式弹改动最小，改装过后的弹药其质量、质心变化最小，具有与真实火炮发射时相同的力学性能，测量装置与弹丸结合部位具有一定强度，能够在内膛恶劣的环境下不发生损坏。
50.实施例2：与上述实施例1不同的是，为了避免在测试过程中，电源模块10、数据采集卡11、数据储存单元12、振动传感器13、冲击传感器14和惯性传感器15被损坏，在所述的传感器固定安装座16上还设置有安装槽17，所述安装槽17上设置有固定机构对上述元器件进行固定。
51.优选的，为便于对电源模块10、数据采集卡11、数据储存单元12、振动传感器13、冲击传感器14和惯性传感器15进行固定，所述的固定机构包括调节件20、活动支架21和挤压件22，其中
52.所述调节件21为l形构件，且在调节件21底部立杆上设置有滑块18，所述滑块18卡合在传感器固定安装座16上的卡槽23内，且沿着压槽23滑动，来调节同一组的两个调节件21之间的相对位置，以使其适用与不同体积大小的元器件的固定；
53.所述调节件20为调节螺杆，且与调节件21螺接连接，所述挤压件22通过轴承19安装在调节件20的下端，在使用时，通过转动调节件20来调节挤压件22向下运动作用在元器件上，对元器件进行固定。
54.优选的，为避免压伤元器件，在所述的挤压件22的下侧面上还设置有橡胶垫24。
55.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。