一种围压下固体发动机药柱光学检测设备及检测系统技术方案

本申请实施例提供一种围压下固体发动机药柱光学检测设备及检测系统，检测设备包括外壳、第一端盖、第二端盖、粘接层和绝热层、钢化透光玻璃、固定件、安装件、第一反射件和第二反射件，第一端盖设置有连通圆柱体内腔的检测孔，检测孔用于设置图像采集模块，钢化透光玻璃设置于检测孔的延伸路径上，固定件盖合于第一端盖以对钢化透光玻璃进行固定，第一反射件设置于固定件背离钢化透光玻璃的一侧，第二反射件套设于所述第一端盖与所述固定件的连接部位，光源模块发射照明光线，照明光线经由第一反射件和第二反射件反射后，传输至推进剂药柱的内表面，并经过推进剂药柱的内表面反射后被图像采集模块采集，以检测推进剂药柱的内表面损伤情况。面损伤情况。面损伤情况。

【技术实现步骤摘要】
一种围压下固体发动机药柱光学检测设备及检测系统


[0001]本申请涉及固体火箭/导弹发动机检测
，尤其涉及一种围压下固体发动机药柱光学检测设备及检测系统。

技术介绍

[0002]推进剂药柱是固体火箭发动机的能源核心，其力学性能的好坏会直接影响固体发动机的寿命。固体火箭发动机从生产、运输、贮存到成功点火发射整个过程中，推进剂药柱要经历一系列复杂且极端的载荷，包括高温/低温、湿度等自然载荷条件，气体压力、高频振动等机械载荷条件等；这些载荷的作用均有可能对推进剂药柱造成破坏，致使发动机性能失效，甚至使发动机使用时发生爆炸。因此对于推进剂药柱在各极端载荷条件下力学性能的试验研究已成为该领域研究者所关注的重点。
[0003]真实发动机尺寸大，长度长，且药柱内孔直径一般都比较小，因而对长期贮存的固体发动机药柱的寿命进行实时检测存在极大的困难。如果固体火箭发动机的寿命数据不准，部队很有可能会将大部分还是在寿命期内的导弹/火箭作报废处理。
[0004]目前，在相关技术中，还没有一款成熟的设备能够针对真实模拟发动机或缩比发动机进行药柱在极端条件下力学性能的损伤检测。因此，如何设计一种检测设备，以真实模拟发动机或缩比发动机为对象，在高温/低温、气体压力以及湿度等环境条件下实时观测固体发动机推进剂药柱的力学性能变化情况是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]第一方面，本申请实施例提供一种围压下固体发动机药柱光学检测设备，应用于真实模拟发动机或缩比发动机推进剂药柱的损伤检测，所述光学检测设备包括外壳、第一端盖、第二端盖、粘接层、钢化透光玻璃、固定件、安装件、第一反射件和第二反射件，所述外壳包括中空状的圆柱体以及连接于所述圆柱体的相对两端的第一法兰和第二法兰，所述第一端盖部分延伸至所述圆柱体内，且所述第一端盖可拆卸的连接于所述第一法兰，所述第二端盖部分延伸至所述圆柱体内，且所述第二端盖可拆卸的连接于所述第二法兰，所述第一端盖设置有连通所述圆柱体内腔的检测孔，所述检测孔用于设置图像采集模块，所述粘接层设置在所述圆柱体的内壁，以将推进剂药柱通过粘接的方式连接于所述圆柱体的内壁，所述钢化透光玻璃设置于所述检测孔的延伸路径上，所述固定件盖合于所述第一端盖以对所述钢化透光玻璃进行固定，所述安装件连接于所述固定件背离所述钢化透光玻璃的一侧，所述安装件避开所述检测孔设置，所述第一反射件安装于所述安装件，所述第二反射件套设于所述第一端盖与所述固定件的连接部位，且所述第二反射件与部分所述推进剂药柱正对设置，所述第二端盖设置有连通所述圆柱体内腔的气压孔，所述气压孔用于设置气压装置连接模块，所述圆柱体内腔内安装有可信号调控的光源模块，光源模块发射照明光线，照明光线经由所述第二反射件后，部分光线传输至所述推进剂药柱的内表面，并经过所述推进剂药柱的内表面反射至第一反射件，由所述第一反射件反射后从所述检测孔传输后
被图像采集模块采集，以检测所述推进剂药柱的内表面损伤情况。
[0006]在一些实施方式中，所述第一反射件为正四棱锥结构，所述第一反射件包括底面以及同时连接于所述底面且依次相连的第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面，所述底面连接于所述固定件，所述第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面朝向所述光源孔的一侧，所述第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面用于反射来自所述光源模块的照明光线，使得所述照明光线朝向所述推进剂药柱的内表面传输。
[0007]在另一些实施方式中，所述第一光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第二光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第三光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第四光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度。
[0008]在又一些实施方式中，所述第二反射件呈锥体状，且所述第二反射件的中间为通孔，所述第二反射件的径向尺寸自所述气压孔的一侧朝向所述检测孔的一侧逐渐增大，所述第二反射件用于将所述照明光线更多的朝向所述推进剂药柱的内表面反射。
[0009]在又一些实施方式中，所述推进剂药柱与所述第一端盖间隔设置，所述固定件面对所述安装件的一侧开设有环形凹槽，所述损伤检测设备还包括驱动件和伸缩件，所述驱动件和所述伸缩件位于所述环形凹槽内，所述安装件连接于所述伸缩件，所述驱动件用于驱动所述伸缩件选择性地伸长和缩短，以使得所述第一反射件相对所述推进剂药柱的内侧壁往复移动。
[0010]在又一些实施方式中，所述伸缩件呈圆环状结构，所述伸缩件连接于所述安装件的端部，且所述伸缩件为非透光材质，以使得更多的照明光线朝向所述检测孔的一侧传输。
[0011]在又一些实施方式中，所述损伤检测设备还包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，所述第一密封圈为防爆软垫片，所述第一密封圈设置于所述第一端盖与所述钢化透光玻璃的端面连接部位，所述第一密封圈避开所述检测孔设置，所述第二密封圈设置于所述钢化透光玻璃与所述固定件的端面连接部位，所述第三密封圈设置于所述固定件与所述第一端盖的连接配合部位。
[0012]在又一些实施方式中，所述损伤检测设备还包括第四密封圈和第五密封圈，所述第四密封圈设置于所述第一端盖与所述外壳的连接配合部位，所述第五密封圈设置于所述第二端盖与所述外壳的连接配合部位。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种损伤检测系统，所述损伤检测系统包括光源模块、图像采集模块、气压装置连接模块和如上任意实施方式提供的损伤检测设备，所述气压装置连接模块设置于所述气压孔，所述光源模块安装于所述圆柱体内腔内，所述图像采集模块设置于所述第一端盖的外侧，且所述图像采集模块对应所述检测孔设置。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种损伤检测方法，所述方法应用于如上任意实施方式提供的损伤检测设备，所述损伤检测方法包括：
[0015]采用光源模块给所述圆柱体内提供照明光线，所述照明光线经由所述第二反射件后，部分光线传输至所述推进剂药柱的内表面，并经过所述推进剂药柱的内表面反射至第一反射件，由所述第一反射件反射后，部分光线传输至所述推进剂药柱的内表面；
[0016]采用图像采集模块接收经由所述推进剂药柱的内表面反射后从所述检测孔传输出来的照明光线；
[0017]根据接收到的所述照明光线检测所述推进剂药柱的内表面损伤情况。
[0018]本申请实施例提供的损伤检测设备、损伤检测系统及损伤检测方法，通过将推进剂药柱设置于外壳、第一端盖和第二端盖构成的密封环境内进行各项力学性能指标的测试，在第二端盖上开设有贯穿的气压孔，所述气压孔用于设置气压装置连接模块，所述圆柱体内腔内安装有可信号调控的光源模块，光源模块用于朝向损伤检测设备的内腔提供照明光线，且通过设置第二反射件将照明光线朝向推进剂药柱的内表面反射，并在第一端盖上开设有贯穿的检测孔，并通过第一反射件将照明光线朝向检测孔的一侧反射，采用图像采集模块对应检测孔的位置检测经由推进剂药柱的内表面反射后的光线，根据检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种损伤检测设备，应用于模拟发动机或缩比发动机推进剂药柱的损伤检测，其特征在于，所述损伤检测设备包括外壳、第一端盖、第二端盖、粘接层、钢化透光玻璃、固定件、安装件、第一反射件和第二反射件，所述外壳包括中空状的圆柱体以及连接于所述圆柱体的相对两端的第一法兰和第二法兰，所述第一端盖部分延伸至所述圆柱体内，且所述第一端盖可拆卸的连接于所述第一法兰，所述第二端盖部分延伸至所述圆柱体内，且所述第二端盖可拆卸的连接于所述第二法兰，所述第一端盖设置有连通所述圆柱体内腔的检测孔，所述检测孔用于设置图像采集模块，所述粘接层设置在所述圆柱体的内壁，以将推进剂药柱通过粘接的方式连接于所述圆柱体的内壁，所述钢化透光玻璃设置于所述检测孔的延伸路径上，所述固定件盖合于所述第一端盖以对所述钢化透光玻璃进行固定，所述安装件连接于所述固定件背离所述钢化透光玻璃的一侧，所述安装件避开所述检测孔设置，所述第一反射件安装于所述安装件，所述第二反射件套设于所述第一端盖与所述固定件的连接部位，且所述第二反射件与部分所述推进剂药柱正对设置，所述第二端盖设置有连通所述圆柱体内腔的气压孔，所述气压孔用于设置气压装置连接模块，所述圆柱体内腔内安装有可信号调控的光源模块，光源模块发射照明光线，照明光线经由所述第二反射件后，部分光线传输至所述推进剂药柱的内表面，并经过所述推进剂药柱的内表面反射至第一反射件，由所述第一反射件反射后从所述检测孔传输后被图像采集模块采集，以检测所述推进剂药柱的内表面损伤情况。2.如权利要求1所述的损伤检测设备，其特征在于，所述第一反射件为正四棱锥结构，所述第一反射件包括底面以及同时连接于所述底面且依次相连的第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面，所述安装件的周侧为镂空结构，所述底面连接于所述安装件，所述第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面朝向所述检测孔的一侧，所述第一光学面、第二光学面、第三光学面和第四光学面用于反射来自所述光源模块的照明光线，使得所述照明光线朝向所述推进剂药柱的内表面传输。3.如权利要求2所述的损伤检测设备，其特征在于，所述第一光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第二光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第三光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度，所述第四光学面与所述检测孔的延伸方向之间形成的夹角为45度。4.如权利要求1所述的损伤检测设备，其特征在于，所述第二反射件呈锥体状，且所述第二反射件的中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仕明，梅园，李道奎，申志彬，李奕飞，周翔，徐一航，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：