GJB 5891.30 第30部分:气体比容测定 压力传感器法

GJB 5891.30-2006火工品药剂试验方法

第30部分:气体比容测定  压力传感器法

1  范围

本部分规定了进行火工品药剂气体比容试验的仪器、设备和材料、环境要求、试验准备、试验步骤及结果处理。

本部分适用于在真空中能被引爆(或引燃)的火工品药剂气体比容的测定。

2  原理

将定量被测药剂，在真空、定容的氧弹内引爆(或引燃)，30min后，将试样爆炸(或燃烧)产生的气体输入真空量气系统，通过压力传感器，测定气体的压力，再根据理想气体状态方程式，计算单位质量试样产生的气体量，作为试样的气体比容。

3  仪器、设备和材料

试验用仪器、设备和材料应符合以下要求:

a)气体比容测试仪:由主机、计算机、打印机、真空泵和氧弹组成，其中主机部分主要由数字压力计、真空表、电压表、电流表、真空表阀、真空泵阀、电源开关、点火开关等组成。仪器的参数应符合下列要求:

1)数字压力计:测量范围为0kPa～250kPa(绝对压力)，误差为0.05%(满量程)；

2)电源:AC380(1±10%)V，50Hz；

3)功率:0.6kW；

4)试样点火电压:DC OV～30V可调；

5)试样点火电流:DC 0A～5A可调；

6)真空泵:极限真空度为6.67×10^-2Pa；

7)氧弹容积为(25mL～350mL)±10mL，用20MPa水压试验应合格。

b）分析天平:最大称量为200g，分度值为0.0001g。

c）温度计:测量范围为0℃～50℃，分度值为1℃。

d) 环形铁架。

e）坩埚:外径为26mm的不锈钢坩埚，或壁厚为2mm，容积为5mL～15mL的陶瓷坩埚。

f）电子天平:最大称量为3100g，分度值为0.01g。

g）镍铬电阻合金丝(YB/T 5259)。

h）工业酒精(GB/T 394.1)。

4  环境要求

实验室应为隔离的操作间和准备间，操作间温度在应15℃～25℃，相对湿度为40%～70%。

5  试验准备

5.1  氧弹容积标定

先将氧弹洗净、吹于或擦干，将场放入其中，在电子天平上称量其质量，准确至0.02g。将氧弹放在一块洁净的干布上，打开针形阀，拧下弹帽，取出弹头，往弹杯内注入蒸馏水，轻轻放入弹头，并转动几圈，然后，用另一块干布擦净弹体外的水，拧上弹帽，缓缓关闭针形阀，用卷成条状的滤纸吸尽针形阀内的水，再称量。每次标定时应记录水温。

按公式(1)计算氧弹容积:

式中:

V₁——经标定的氧弹容积的数值，单位为毫升(mL)；

m₂——氧弹和水的质量的数值，单位为克(g)；

m1——氧弹的质量的数值，单位为克(g)；

p ——蒸馏水的密度的数值，单位为克每立方厘米(g/cm³)。

重复标定两次，结果平行误差不大于2.0mL 时，取其算术平均值。

5.2  氧弹和量气系统容积的标定

5.2.1  打开气体比容测试仪量气系统的所有阀门。

5.2.2  将氧弹接入量气系统，并拧开针形阀。

5.2.3  依次接通气体比容测试仪主机、计算机和打印机电源开关，预热30min。

5.2.4  记录数字压力计的显示值，然后，依次关闭氧弹针形阀和排空阀。

5.2.5  启动真空泵，抽气至数字压力显示值小于0.15kPa时，依次关闭真空表阀和真空泵阀，记录数字压力计显示值。

5.2.6  打开针形阀，1min 时记录变化后的压力值；将氧弹从量气系统卸下，打开所有的阀。氧弹和量气系统的容积按公式(2)计算:

式中:

V₂——氧弹和量气系统容积的数值，单位为毫升(mL)；

P₁——5.2.4操作记录的数字压力计显示值的数值，单位为千帕(kPa)；

P₂——V₁容积的气体进入量气系统前后的压力差的数值，单位为千帕(kPa)。

重复5.2.1～5.2.6的操作五次，结果平行误差不大于2.0mL时，取其算术平均值，否则重新标定。

氧弹容积(V₁)和氧弹与量气系统容积(V₂)一年标定一次。

5.3  试样准备

将被测药剂约7g，按相应的规定进行干燥，达到技术要求后，在干燥器中自然冷却30min，作为试样，备用。

6  试验步骤

6.1  依次接通气体比容测试仪主机、数字压力计和计算机的电源，预热0.5h～1.0h。

6.2  用分析天平称取试样(起bao药、击发药约为1g，点火yao、烟火yao约为2g)，准确至0.0002g。

6.3  将弹头放入环形铁架内，然后，将坩埚放入弹头导电弯杆下端的环内。

6.4  截取长100mm～120mm的镍铬电阻合金丝，将其中部绕成直径为1mm的螺旋状，将其两端分别穿在电极杆上，用卡子固定紧，用镊子将镍铬电阻合金丝调整到恰当的位置，不接触坩埚。

6.5  缓慢将试样倒入坩埚内，使之与点火丝接触良好，然后，将弹头放入弹杯内，盖上弹帽并拧紧。

6.6  将氧弹与量气系统连接，打开针形阔，关闭排空阀。

6.7  启动真空泵，抽气至数字压力计显示值小于0.5kPa 时，旋紧针形阀，关闭真空泵，将氧弹从量气系统卸下。

6.8  根据试样性质，旋转“电压"调节开关，调至适当的点火电压，然后将氧弹接入点火电路，按下“点火"按钮，点火。

6.9  将氧弹在空气(或冷却水)中静置30min，冷却至室温。

6.10  将氧弹接入量气系统，按下测试仪操作面板上的“启动"按钮，开启真空泵，至数字压力计显示值小于0.15kPa 时，依次关闭真空表阀、真空泵阀，然后，按“停止"按钮，关闭真空泵。

6.11  在程序界面相应的对话框中输入必要参数。

6.12  单击计算机程序界面的“采集"按钮，然后，拧开氧弹针形阀，使气体进入量气系统。

6.13  计算机程序界面显示“数据采集完毕"后，显示试验结果，并自动保存；拧开真空泵阀，按“启动"按钮，启动真空泵抽去氧弹内的废气。

6.14  卸下氧弹，拧开真空表阀和排空阀，将“电压"调节旋旋至0V，然后，依次关闭数字压力计和测试仪主机电源开关。

6.15  将弹帽拧下，取出弹头，清洗各部件，若未洗净，再用酒精擦洗，然后，晾干备用。

7  结果处理

同一试样测定两个结果，当平行结果误差不大于6mL/g时，取其算术平均值，作为测试结果报出。否则，补测一个。若补测的结果与前两个结果之一相差不大于 6mL/g 时，取这两个结果的平均值。若补测的结果在前两个结果之间，且都不大于 6mL/g 时，取三个结果的平均值。结果表示至整数位。若三个结果之差都大于6mL/g，则将三个结果全部报出。