[01239894]数字化导爆索线胀系数测量系统

研制了一种数字化导爆索线胀系数测量系统，尤其能够对棒状爆炸物品的线胀系数进行安全可靠的测量。石油及天然气开采过程中，大量使用射孔弹以增加其产量。导爆索的作用就是作为射孔枪中多个射孔弹之间的传爆器材。由于油气井内的温度往往比较高，而导爆索又具有受热收缩的性能，为了保证射孔弹的姿态和可靠的起爆，设计射孔弹时必须预知导爆索的线胀系数。由于不同厂家、不同批次的导爆索的线胀系数不同，导爆索线胀系数的测量成为石油开采部门经常性的工作。在外筒中，具有一定强度和厚度的保护筒（兼恒温箱）内部均匀的间隔布置三个试件孔和三个测温孔，保护筒外侧均匀缠绕电加热带、保温材料和保温筒，由电加热带对试件升温。装有试件的石英玻璃管和六个长度不等的温度传感器分别装入试件孔和测温孔。试件的两端各放入一根石英玻璃棒与试件对接并伸出孔外，孔外的端部与位移传感器对接。六个温度传感器中，其中一个测得的信号经过变送器送入PID温度控制器，PID温度控制器的输出端连接晶闸管的输入端，晶闸管的输出端与电加热带串联并作为电加热带的供电开关，PID温度控制器。根据设定的目标温度控制晶闸管的开启与闭合，以此控制电加热带的通断，实现对加热温度的有效控制，并最终维持在设定的目标温度。其余五个温度传感器中测得的信号经过变送器送入温度巡检仪输入端，巡检仪输出端接入JR485，由此将温度信号送往计算机进行实时存储和处理。利用爆炸力学的理论对导爆索在本系统中爆炸产生的荷载进行了分析，通过数值计算设计了保护筒的材料厚度，使得导爆索产生意外爆炸后不至于危机周围人员和设施的安全。该测量仪器可以同时测量3根直径约6mm、长500mm 导爆索的线胀系数，其中防爆型恒温箱可以经受40gTNT当量的爆炸作用，8mm厚的外壳可以阻挡防爆型恒温箱两端石英管和石英棒碎片飞散；有线遥控操作方式进一步保证了导爆索线胀系数测试人员安全性。利用采用本系统分别对304不锈钢和3个厂家生产的导爆索进行了试验，结果表明：整个测量系统实现了对长条状固体材料线胀系数的测量。操作过程简单、方便，测量结果准确，系统自动记录测量数据，并对实验数据进行实时分析和处理，防爆壳体为爆炸物品实验提供了安全保障。与试件标准值相比，平均误差为1.6%，平均标准误差系数为2.79%，说明本系统测量结果的准确性、稳定性和可重复性满足使用要求。