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安检排爆器材装备技术参数
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2.投标时需提供1-6项全套样品供查验。
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需提供检测报告的, 必须和检测报告中描述技术参数相一致, 否则视为产品不符合招标要
求, 取消竞标资格。
投标时需提供防爆安检训练箱和爆炸装置训练箱设备原产地制造商授权或提供中国总代理针对本项目授权书原件。
若中标, 中标公示期内需提供手提式LED强光搜索灯需提供检测报告原件供采购人查阅。
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供货期: 签订合同后30个工作日完成全部供货。
TNT 爆炸电磁辐射信号测量及分析崔元博，孔德仁，张学辉，王良全（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）摘要：为了提高爆炸场电子设备抗电磁干扰能力，对炸药爆炸产生的电磁辐射特性进行研究，设计一套基于超宽带无源全向天线和短波无源全向天线的电磁辐射测量装置，设置8个测试点进行60kg TNT 爆炸产生的电磁辐射测量实验和数据分析。
结果表明，炸药爆炸产生的电磁辐射可持续至爆炸后600ms ，爆炸产生的电磁辐射信号最强烈的时段为爆炸后80~110ms ，爆炸产生的电磁辐射信号频率主要集中在100MHz 以下，其中50MHz 以下的低频段能量分布最为明显，爆心距离对电磁信号的频谱分布有明显影响，不同方向的电磁辐射频率分布不一致。
爆炸产生的电磁辐射强度范围主要在64.33~348.25V·m -1，电磁辐射强度随爆心距离增大而递减，且递减幅度较大，不同方向的测试点测得的电磁辐射强度也有一定差距，相差范围在11.1%~17.7%。
关键词：TNT ；电磁辐射；天线测量；信号分析中图分类号：TJ55；O389；O441.5；O536文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20201811引言炸药在爆炸时会产生较强的电磁辐射，不同强度或频率的电磁辐射会对一定范围内的电子设备（如无人机、引信装置、通信设备等）产生电磁干扰，严重时造成设备无法启动甚至损坏，引发事故。
为了提升电子设备抗电磁干扰性能，有必要对炸药爆炸时产生的电磁辐射进行测量研究。
国外对炸药电磁辐射的研究较早，1954年Kolsky ［1］首先发现了炸药爆炸可以产生电脉冲这一现象，随后国外学者相继对该现象进行了实验研究。
Boronin ［2-3］对凝聚炸药爆炸产生电磁场的物理机制进行研究，提出通过爆炸产生无线电辐射的机制与激波前沿的电离空气层中某些电子基因的加速或减速过程有关，这一观点后被称作“Boronin 效应”。
Boronin 等人的工作首次详细阐述了炸药爆炸产生电磁辐射的机理，并给以后相关研究指引了方向。
AY05-02 便携式炸药探测仪使用说明书北京斯达恒通科技有限公司________________________中国*北京产品名称：AY05-02 便携式炸药探测仪产品品牌：斯达恒通产品简介：AY05-02 便携式炸药探测仪是公安部第三研究所最新研制的新一代采用离子迁移谱技术的爆炸物探测仪器。
由于首次采用该技术，它和国内外同类仪器相比，能大大提高探测信噪比和抗干扰能力，有效减少了仪器的误报率。
该仪器操作人性化，并配有专用采样笔有效预防了操作人员对试纸的污染，中文菜单，彩屏显示，电池拆卸方便且充电快速，网口与USB接口满足样本添加和仪器联网的需要，能存储2000条日志记录。
可应用于机场、港口、车站、边检站、大型活动等重要场所。
二、AY05-02技术特点◆基于IMS技术和伪随机序列离子开门技术，具有较高的灵敏度；◆分析快速，10秒内得出结论；◆吸气和试纸两种采样方式；◆循环吸气装置，采样效率高；◆样本库和应用程序均可升级；◆具有声音和视觉报警功能；◆通过网口和USB口，使用配套软件可进行数据备份、更新；◆彩屏显示，操作简便；三、基本构造本探测仪主要有AY05-02构成，配备的附件有电源适配器一个，采样笔一支，校准物一支，采样试纸若干。
AY05-02的外观如图。
AY05-02正面外观图AY05-02后视图☻本机与电源适配器电源开关I端表示开启，O端表示关闭。
配件如下：电源适配器兼充电器采样笔校准物采样试纸四、性能指标采用技术离子迁移谱技术和伪随机序列离子开门技术黑火药、自制炸药、硝铵、梯恩梯、黑索今、太安、硝化甘油、特屈儿、可探测种类奥克托今、C4等，并可根据需要随时添加新样本；灵敏度10-10g采样方式吸气和试纸（配有专用取样笔）电源AC 220V或锂电池供电电池参数16.8V/13Ah，可连续工作不少于3小时电源适配器输入220V，支持联机充电和电池单独充电功能分析时间4~10秒预热时间小于15分钟报警方式声讯＋显示屏信息校准方式手动校准外形尺寸435×133×210（mm）重量 4.6 Kg（含电池1.4Kg）工作环境工作温度范围-20℃～50℃，相对湿度<99%《北京斯达恒通科技有限公司》主营产品：环境安全检测仪器、消防救护破拆装备、应急救援器材、食品安全检测仪器、通风测绘仪表、粉尘测量及效验仪器、堵漏器材、安防安检防护器材等，已广泛应用于煤矿、救护队、石油化工、建筑、交通、民航、物流、政府机构，以及各种厂矿企业。
4炸药的起爆与感度炸药是一种含能物质，可以发生高速的化学反应，放出大量的热能，并伴随着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质，在一定的条件下储存、处理、运输时，发生化学反应的速度可以小到忽略不计。
但在某些条件下，其化学反应的速度可以达到较高的水平，反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度，最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质，但它必须具有一定的稳定性，要在一定的外界条件作用下才能发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或初始冲能。
不同的炸药，所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮（NI3）只要用羽毛轻微触动就会爆炸；而梯恩梯炸药，当用步枪子弹贯穿时，也不爆炸。
炸药在外界作用（激发）下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大，则表示炸药的感度愈低；反之，最小初始冲能愈小，则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用（能量）的类型很多，通常主要有以下几种：（1）热能：直接加热、火焰，火花等；（2）机械能：撞击、摩擦、针刺、枪击等；（3）炸药的爆炸能：雷管或炸药直接作用、冲击波作用等；（4）电能：电热、电火花、静电等；（5）化学能：高热化学反应放出的热量；（6）光能：激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度，即感度不能太高，也不能太低。
感度太高使用不安全，而感度太低会造成起爆困难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的，即一种炸药对某一种外界作用较敏感，而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感，它的热感度比梯恩梯低，而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对一般猛炸药来讲，在生产、储存、运输和使用过程中，不应发生意外的爆炸。
一、MOLE GT200-E探测器的工作原理：●马可尼的晶体共振理论（当一对匹配石英晶体的波长彼此相交时，会产生共振）；●库仑原理：静电经过导线时，能使导线分子转向，因为此时导线实际上变成了一个磁体；●人体天然是带电的，人体中大约80%是水，水含有氢离子，氢离子是弱电磁性的，含有正电荷；●磁共振成像系统（MRI）MOLE GT200-E探测器包括一个感应器，一根导线，和一个振荡器（含指针的操作手柄）。
当这些器材和人体相连时，便能发挥作用。
人体天然就是带电的，由于任何物质都含有正电荷，当由带电身体形成的磁场以垂直方向移动穿过空间时，如果进入并同另一个磁场对齐，在相同的调频下发生共振，然后双方会携带正电荷并产生排斥现象。
人体大约含有80%的水，每分子水含有一个氧和两个氢，氢原子是弱磁性的，这种特性使其他一些事情的发生成为可能。
当你在某个时空中移动的时候，你体内所有的氢分子在磁场内向特定方向发生偏振，该方向同你移动的方向成一特定角度。
当磁场内的排斥现象发生时，这些微小的氢分子被强迫同你体内电场对齐，该电场与磁场成特定角度。
无数个氢分子在同一时刻发生转向，而每个氢分子都携带一个弱磁电荷，它们合力对定位器的天线进行磁吸引。
氢分子的转向对天线产生了磁引性，天线的一端紧固在旋转底座的定位器上，这就使得天线的自由端可以被拉回到朝操作人员身体方向。
如果操作人员当时正确地平衡了天线，并在天线和身体平衡的时候停住，其肩膀便和目标电磁频率对齐，操作人员即可通过指针确定目标的方向。
当移动中的电荷停止时，磁场会立刻取消它的垂直场。
只要身体静止不动，和磁力线就不存在方向。
静止的身体是不存在定向磁场的，只有通过移动穿过空间，分子再次排列，定向磁场才会产生。
操作人员应该在操作过程当中认识到这一点。
身体呼入和吸入气体进出肺部的时候会产生静电，该静电引起“频率芯片”的振荡。
这种在人体表面的静电被传播到定位器上，定位器是利用电荷实现芯片振动。
药剂5s 爆发点的测定1 实验目的通过本实验掌握采用5s 延滞期法测定火工药剂的爆发点以及基本操作过程和技巧，熟练掌握对实验结果的处理方法。
2 方法原理在恒定的介质温度下，从药剂开始受热到发火的时间称为药剂的爆发点延滞期。
此介质温度称为药剂在此延滞期的爆发点。
在一定实验条件下，对定量试样进行加热，经过一定的延滞期后，发生燃烧或爆炸，根据爆发延滞期和爆发温度的关系求出5s 延滞期的爆发点。
爆发延滞期t(s)与其相应的爆发点T(K)服从下列关系:RT E ce t =对数形式为 c RTE t ln ln +=式中 t--爆发延滞期，s ； c--与试样成分有关的常数；E--试样的表观反应活化能（mol J /）；R--气体常数,8.314(K mol J ⋅/)； 错误!未找到引用源。
T--爆发温度，K 。
3 仪器设备及条件（1）ETT-V-2型爆发点测试仪；（2）伍德合金：凝固点70～72℃，质量不少于5kg ；（3）雷管壳：采用8号平底铝雷管壳，长mm 15.060-，外径mm 05.005.06.6+-，内径mm 03.010.6±，端厚m m 007.075.0±（内壁光洁）； （4）黄铜塞：铜塞表面应光滑，无锈蚀、变形及明显划痕；（5）电子天平；（6）干燥器；（7）水浴烘箱；（8）竹制试管夹；（9）无水乙醇。
4实验准备（1）颗粒大于3mm的样品经粉碎后，取1-3mm的颗粒作为试样。
颗粒小于3mm的样品不需要处理；（2）取3g试样置于称量瓶中，在烘箱中于55±2℃条件下烘干2h。
取出称量瓶，置于干燥其中，冷却至室温备用；（3）用无水乙醇及棉签将雷管壳内、外油污或其他杂质清理干净，使其内、外表面光洁；（4）取10支洁净雷管壳，每支装入炸药30±1mg或火药试样45±5mg或其它火工药剂10±2mg；(4) 每支装有试样的雷管壳分别塞上黄铜塞，压紧备用。
炸药的起爆与感度4炸药是一种含能物质，可以发生高速的化学反应，放出大量的热能，并伴有着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质，在一定的条件下储存、处理、运输时，发生化学反应的速度可以小到忽稍不计。
但在某些条件下，其化学反应的速度可以达到较高的水平，反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度，最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质，但它必须具有一定的稳定性，要在一定的外界条件作用下才干发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或者初始冲能。
不同的炸药，所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮(NI )只要用羽毛轻微触动就会爆炸；而梯恩梯炸药，当用步枪子弹贯通时，也不爆3炸。
炸药在外界作用 (激发)下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大，则表示炸药的感度愈低；反之，最小初始冲能愈小，则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用(能量)的类型不少，通常主要有以下几种：(1)热能：直接加热、火焰，火花等；(2) 机械能：撞击、磨擦、针刺、枪击等；(3)炸药的爆炸能：雷管或者炸药直接作用、冲击波作用等；(4) 电能：电热、电火花、静电等；(5)化学能：高热化学反应放出的热量；(6) 光能：激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度，即感度不能太高，也不能太低。
感度太高使用不安全，而感度太低会造成起爆艰难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的，即一种炸药对某一种外界作用较敏感，而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感，它的热感度比梯恩梯低，而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对普通猛炸药来讲，在生产、储存、运输和使用过程中，不应发生意外的爆炸。
危险物质爆发点测试 一、实验目的1．掌握爆发点的测定方法2．掌握爆发点测定仪器的使用和延滞时间的测定方法，测定典型危险物质的爆发点二、实验原理危险物质往往在热的作用下发生燃烧、爆炸或分解，我们将危险物质在热作用下发生燃烧或爆炸的难易程度称为热感度，一定量的危险物质，从某一温度开始，以等速或匀速加热，就会有一个从开始受热到发火或爆炸的时间和温度，前者称为感应期或延滞期，后者称为爆发点。
在一定的温度范围内，爆发延滞期()s τ与其相应的爆发点()T K 呈指数曲线关系。
其关系式为：exp E C RT τ⎛⎫=-⎪⎝⎭(0.1)或：ln ln EC RTτ=- (0.2)式中 E —药剂发火反应活化能；R —普适气体常数；C —与药剂成分有关的常数。
危险物质在合金浴中被加热，当温度达到爆发点，记录其时间和温度，就可以测得燃烧爆炸的爆发点温度及延滞时间，测定装置采用BDY-1型爆发点测定仪，仪器具有数字温度显示，温度自动控制和记时功能。
三、实验装置FCY-1型爆发点测定仪由合金浴实验装置，控温仪，电子计时器及电子计算机四部分组成，见图1-1。
1．合金浴。
易熔合金，直径66mm ，深度85mm 。
2．温度控制。
温度控制系统是一个闭合系统，电阻丝加热器的电流跟随控温器的P·I·D （比例·积分·微分）的运算结果变化，实验合金浴中介质温度的自动控制。
3．电子计时器。
电子计时器，用安装在试验装置上的开关，取代电子计时器的“START/STOP”按钮，见图1-2。
四、仪器、材料和试剂FCY-1型爆发点测定仪；试剂：黑火药、硝酸钾、硫磺等。
1-温度计；2-雷管壳；3-伍德合金浴；4-加热保温套图1-1 爆发点实验装置图1-2 计时原理图五、实验内容及步骤1．将电子计时器，热电偶电缆线插头，计时器电缆线插头，电源插头，加热器电源插头插入相应的插座。
2．根据试样的不同设定不同的试验温度，在控温状态下试验，即合金浴加热并恒定于预定温度T 。
一、实验目的1. 了解爆炸实验室的基本设备与操作规程。
2. 掌握爆炸实验的基本原理和方法。
3. 通过实验，加深对爆炸现象的认识。
二、实验原理爆炸是指物质在短时间内放出大量能量，产生高温、高压和强烈冲击波的现象。
本实验通过模拟爆炸过程，研究爆炸的基本特性。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：爆炸实验装置、电子秤、温度计、压力计、计时器、记录仪等。
2. 实验材料：炸药、氧气、点火器、传感器等。
四、实验步骤1. 实验装置组装：将爆炸实验装置按照说明书进行组装，确保各部件连接牢固。
2. 药品准备：根据实验要求，称取一定量的炸药，并装入爆炸实验装置中。
3. 点火：使用点火器点燃炸药，观察爆炸现象。
4. 数据采集：使用温度计、压力计、计时器等仪器，实时采集爆炸过程中的温度、压力和持续时间等数据。
5. 数据处理：将采集到的数据进行整理和分析，得出实验结果。
五、实验结果与分析1. 爆炸现象：在点火瞬间，炸药迅速燃烧，产生大量热量和气体，形成高温、高压和强烈冲击波。
实验过程中，可以观察到火焰、烟雾和爆炸声等现象。
2. 数据分析：根据实验数据，可以得出以下结论：（1）爆炸过程中，温度迅速升高，最高温度可达数千摄氏度；（2）爆炸过程中，压力迅速升高，最高压力可达数十个大气压；（3）爆炸持续时间较短，一般在几毫秒到几十毫秒之间。
3. 实验误差分析：实验过程中可能存在以下误差：（1）炸药量误差：由于称量误差，炸药量可能存在一定误差；（2）实验装置误差：实验装置的密封性能、传感器的精度等因素可能对实验结果产生影响；（3）人为误差：操作人员的操作不当也可能导致实验误差。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了爆炸实验室的基本设备与操作规程，掌握了爆炸实验的基本原理和方法。
2. 实验结果表明，爆炸过程具有高温、高压和强烈冲击波等特点，对周围环境和人员造成严重危害。
3. 在实际应用中，应严格控制爆炸实验，确保实验安全。
4. 本实验存在一定误差，需要进一步优化实验装置和操作方法，提高实验精度。
炸药探测器的标准
探测器的相关标准主要包括以下几个方面：
1. 选择气体探测器的标准：根据检测目的，可分为测爆和测毒两类。
测爆目的是检测危险场所的可燃气体含量，以避免事故的发生；测毒目的是检测危险场所的有毒气体含量，以避免工作人员中毒。
在选择探测器时，需根据检测范围和精度要求进行选择。
2. 可燃气体探测器的国家标准：目前最新的可燃气体探测器国家标准是
GB 15322-2019，《可燃气体探测器性能要求和试验方法》。
该标准规定了可燃气体探测器的术语和定义、性能要求、试验方法、检验规则、标志和使用说明书等要求。
3. 可燃气体探测器的性能要求：包括基本误差、响应时间、工作电压、工作电流、报警方式、防爆等级等指标。
例如，探测器的基本误差应不超过5%LEL，响应时间应不超过30秒，工作电压和工作电流应符合一定范围要求等。
4. 可燃气体探测器的试验方法：标准规定了可燃气体探测器的各项性能指标的试验方法，包括试验室条件、试验气体、试验程序等要求。
5. 可燃气体探测器的安装标准：在安装可燃气体探测器时，需要遵循相关安装标准，确保探测器安装稳固、可靠，并便于维护。
安装标准包括探测器的位置选择、安装方式、接线方式等。
6. 探测器的安全标准：探测器在设计、生产和使用过程中，需要遵循相关安全标准，确保探测器在危险环境下的安全性能。
安全标准包括防爆性能、电磁兼容性、可靠性等。
综上所述，探测器的相关标准涵盖了选择、性能要求、试验方法、安装和安全等方面，旨在确保探测器的性能、安全和使用效果。
在选购和使用探测器时，需参照这些标准进行选择和判断。
炸检仪的使用方法一、什么是炸检仪？炸检仪是一种用于检测爆炸物的仪器，也被称为爆炸物检测仪。
它通过探测物体表面的微量爆炸物残留物，能够快速、准确地识别出是否存在爆炸物。
炸检仪广泛应用于安全检查、反恐怖主义、军事防卫等领域。
二、炸检仪的分类炸检仪根据工作原理和使用场景的不同，可以分为以下几类：1. 离子迁移谱仪（IMS）离子迁移谱仪是一种基于气相色谱技术的炸检仪。
它通过样品中的爆炸物分子与载气分子之间的相互作用，产生特定的离子迁移谱图，从而判断是否存在爆炸物。
2. 红外光谱仪（IR）红外光谱仪利用物质在红外辐射下的吸收特性来检测爆炸物。
它通过测量物体吸收、透射或反射红外辐射的能力，来判断物体是否含有爆炸物。
3. 电离辐射谱仪（RIID）电离辐射谱仪是一种基于核技术的炸检仪。
它通过测量物质放射出的电离辐射能量和频率，来判断物体是否携带放射性爆炸物。
4. 低温等离子体谱仪（LPIMS）低温等离子体谱仪是一种新型的炸检仪。
它利用等离子体对气体分子的电离和碎裂作用，从而实现对爆炸物的检测。
三、炸检仪的使用步骤使用炸检仪进行爆炸物检测需要遵循以下步骤：1. 准备工作•确保炸检仪的电量充足，或者连接电源供电。
•检查炸检仪的传感器和探测器是否完好，并进行必要的校准。
•穿戴必要的防护装备，如手套、护目镜等。
2. 打开炸检仪根据炸检仪的型号和品牌，按照说明书的指引打开炸检仪，并等待其启动完成。
3. 选择检测模式根据实际需要，选择合适的检测模式。
常见的检测模式包括手持模式、扫描模式、固定模式等。
4. 进行预热根据炸检仪的要求，进行必要的预热操作。
预热时间一般为几分钟到十几分钟不等。
5. 进行检测将炸检仪的传感器或探测器靠近待检测物体表面，确保与物体表面有一定的接触。
根据炸检仪的要求，进行必要的操作，如按下检测按钮、调整检测距离等。
6. 分析结果炸检仪会根据检测结果给出相应的反馈。
根据炸检仪的要求，进行必要的结果分析和判断。
毒品炸药探测仪毒品炸药探测仪所属类别 :电子技术毒品炸药探测仪是一种监测是否携带毒品和炸药的仪器。
犯罪嫌疑人接触过炸药或毒品后，在手的皮肤上会沾有这些炸药或毒品的微小颗粒。
当嫌疑人在接触其他物质时，如箱子、包裹或衣服，通过指纹将微粒污染到这些物质的表面。
在常温下，这些微小颗粒会自然挥发出蒸汽，检测人员通过取样工具，在这些物质表面采集这些微小颗粒或蒸汽，利用毒品炸药探测器进行分析。
由于探测器的灵敏度极高，只要有任何蛛丝马迹即可发现并报警。
基本信息中文名称毒品炸药探测仪探测物品行李词性名词分类仪器目录折叠编辑本段探测物品毒品炸药探测器在不打开检测对象的外包装的情况下，就可探测对象内是否含有炸药、毒品及违禁的化学物品。
它的主要用户是机场、警察、海关、监狱、公安、政府重要部门，用于安全检查，所要探测的物品是:·搜查非法毒品·对旅客、行李和包裹进行检查，检看是否携带和藏匿各种不同的爆炸物·对爆炸现场进行法医分析·探测地下未爆炸的军火折叠编辑本段工作原理1.基本原理在探测毒品、炸药时，所能收集到的物质样本是非常少，一般的物理化学方法，不能有效的对样品进行分析判断，目前，只能采用"离子迁移光谱"法来识别各种物质。
其探测的基本原理是基于以下一些事实:·很多化学物质会散发出蒸气或颗粒，这些蒸气或颗粒会被它们与之接触的材料(衣服、行李、皮肤、容器、纸张等等)表面吸附或粘附。
·这些痕量物质可通过真空吸附的方式或通过擦拭表面的方式收集起来。
·这些化学物质即使是数量极少的残留物也可通过加热的办法从其颗粒上解吸下来(将它们变成蒸气)。
·气化后的物质可被离子化(转化成带电的分子)。
·在电场中，离子将漂向电场的某一极，其漂流的速度取决于离子的结构和大小。
在有效控制电场强度的情况下，每种离子都有一个特定的移动速度，其速度象人的指纹一样，可用来识别产生每种离子的原始物质。
炸药爆发点检测装置研制
技术报告
一、前言
炸药爆发点是炸药在一定试验条件下发生爆发的最低温度，可用以衡量炸药的热感度，但它不是一个严格的物理化学常数。
除了炸药的化学结构外，爆发点还不仅与炸药的物化性质，如熔点、挥发性、导热性、热容等有关，而且与测试条件，如仪器构造、测试方法、装药量等有关。
通常系在一定试验条件下，测定炸药在不同恒温下发生爆炸的延滞期，再进行数据处理，求得炸药具有一定延滞期（常为5s或5min）的爆发点。
本次设计便是在一定实验条件下，求炸药5s延滞期的爆发点。
炸药爆发点的检测，国内多采用放置伍德合金的方法进行升温检测，这样不仅加热和恒温效果不好，对一起设备的使用环境等条件要求苛刻，不能满足某些特殊试验的要求。
类似的一个试验仪器，如BDY-I型和II型爆发点测试仪主要用于火工药剂爆发点的测试。
在20多年的使用过程中，其许多缺陷暴露粗来，如加热浴容积小、加热介质（伍德合金）质量不够、加热浴功率小、人工手动操作费时费力、人工操作记时同步性差等问题。
同时，加热器的加热温度低，其应用范围小，只能做火工药剂爆发点的测试，而且测试结果数据的处理依靠人工计算和作图处理。
多数实验装置的放药机构过于简单，使用不够方便，可靠性不高。
目前迫切需要一种试验装置，采用圆柱体状的金属加热炉，同时在不放置伍德合金的情况下进行升温试验，希望取得良好的加热和恒温效果。
而扩大试验温度范围也可满足某些特殊试验的要求。
炸药爆发点检测装置的研制目的在于改变加热浴容积小、加热介质（伍德合金）质量不够（3㎏）、加热浴功率小（1000W）、人工手动操作费时费力、人工操作记时同步性差等问题;同时，加热器的加热温度低（不高于450℃），其应用范围小，只能做火工药剂爆发点的测试，而且测试结果数据的处理依靠人工计算和作图处理。
改进设计不但提高了测试精度，还扩大了使用范围。
二、系统组成
“炸药爆发点检测装置”是对使用了近20年的BDY-I型和II型爆发点测试仪的全面改进和升级的自动检测系统。
系统由两大部分组成：一是硬件系统，二是软件系统。
系统改变了以伍德合金为热传导介质的升温检测，同时使用单片机来控制温度的升温、恒定，并且能自动记时，自动实时显示温度，并能通过I/O端口向上位机传送数据，通过上位机软件自己算出5s爆发点。
硬件系统的核心是双向可控硅脉冲触发电路，软件系统的核心是数字PID控制算法。
而数字PID又是最重要的核心，传感器采集的信号作为控制信号的输入，而数字PID控制算法的最终实现要通过双向可控硅触发电路来实现。
控制系统原理如图1所示：
1、硬件电路系统
炉体加热系统
炉体的加热通过加热电热丝的方法来实现。
工频220V电压被电阻分压后，经过运放输出得到幅值为10V的正弦电压，此电压的频率与工频电压频率相同，为50HZ。
经过芯片MC14528，正弦波整形为脉宽为2~3ms、周期为10ms的方波。
方波信号触发双向晶闸管导通，从而实现加热丝加热回路的导通，使加热丝正常工作加热炉体。
炉温检测
经过电热丝的加热，炸药容室内的温度得到提升，进而将检测到得数据进行采集，便可对数据进行处理。
只有炉温的检测精度非常的高，在后续调试中才能确保数据的可靠性。
炉温的检测包括Pt100铂热电阻检测。
Pt100铂热电阻的阻值会随着温度的升高而增加。
本设计中，检测范围是0℃~500℃。
0℃时其阻值为100欧姆，500℃时其阻值为280.9欧姆。
后续采集电路中，A/D采集电压值范围是0~5V，所以，这里需要将0℃~500℃转
化为0~5V，其线性对应关系使得中间部分的温度值和电压值一一对应。
在每一个固定温度值时，热电阻的阻值是个定量，如果流经热电阻固定的电流，便会得到确定的电压值。
这时，就需要设计一个恒流源，系统设计的恒流源构造采用接近零温飘恒流源的方法。
2、软件控制系统
在对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行检测和控制中，采用单片机控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
本装置采用ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS8位单片机AT89S52。
AT89S52完全兼容传统8051的指令系统和引脚，其网络资源丰富，应用领域广泛。
在软件系统中一52单片机为控制核心，采用位置式控制算法，实现对温度的智能控制，同时，具有超调量小、温度上升较快、稳定性好等优点。
在连续—时间控制系统中，PID控制器应用的非常广泛。
其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，参数整定方便，结构更改灵活，能满足一般的控制要求。
PID控制的优点有以下几个方面：1.适应性强 2.鲁棒性强 3.对模型依赖少。
在计算机系统中，较多使用的是数字PID控制算法，因为计算机程序的灵活性，很容易克服连续PID控制中穿在的问题。
三、 关键技术研究
炸药爆发点检测装置是在前人及研究团队进行的基础理论、基础工艺、基础材料研究基础上，结合我国现在使用较多的BDY-I 型和II 型爆发点测试仪，以改变热传导介质（伍德合金）、加热浴、加热功率为突破口，设计机械结构与电子电路，开发了基于单片机的电路温度控制系统，实现装置自动读取数据、记时、处理数据、作图处理。
实现炸药爆发点检测装置。
其关键技术首先在于软件实现的数字PID 控制算法，单片机读取温度值，并将其值用于PID 控制算法中，系统使用的位置式PID 控制算法计算出的值直接用来控制双向可控硅的开断，从而控制加热的时间，使电炉能更快更稳定的达到控制温度。
1、 位置式PID 控制算法
PID 控制器根据系统的误差，利用误差的比例、积分、微分三个环节的不同组合计算出空置量。
其中广义被控对象包括调节阀、被控对象和测量变送元件；比例、积分、微分部分是PID 控制器，其输入为设定值()r t 与被调量实测值()y t 构成的控制偏差信号()e t
()()()e t r t y t =-
图2 常规PID 控制原理图
由于计算机只能处理数字信号，所以要用计算机实现PID 控制，首先要将PID 控制算法离散化，也即设计数字PID 算法。
考虑式（3-1）所述的模拟PID 控制算法，为将其离散化，首先将连续时间t 离散化为一系列采样时刻点kT （k 为采样序号，T 为采样周期），而后以求和取代积分，以向后差分取代微分，于是得离散化的PID 控制算法
[]0
()()()()(1)k
D
p j I
T T
u k K e k e j e k e k T T =⎧⎫=+
+
--⎨⎬⎩
⎭
∑ 3-1 上式即基本数字PID 算法，包含三个部分，比例部分()p K e k ，积分部分
()
k
p j I
K T e j T =∑
和微分部分
[]()(1)p D K T e k e k T
--。
由于计算机输出()u k 是直接控制执行机构动作的，
()u k 的值与执行机构的位置一一对应，所以通常称式（3-1）为位置式PID 控制算法。
r t ）
位置式PID 控制系统的示意图
PID 参数的整定
在PID 参数整定之前，先要了解各参数对系统性能的影响。
放大倍数P K 对系统性能的影响
1. 对系统的动态性能：P K 加大，将使系统动作灵敏，P K 偏大，衰减振荡次数增多，调节时间变长。
当P K 太小又会使系统的响应速度缓慢。
P K 的选择以输出响应产生4:1衰减过程为宜。
2. 对系统的稳定性能：加大P K ，在系统的稳定性的前提下，可以减少余差（又称残差或稳态误差），但靠它不能消除余差。
因此P K 的整定主要依据系统的动态性能。
具体的整定方法如下：
1. 选择采样周期T ；
2. 选择一个较小的比例系数P K ，做纯比例控制；
3. 系统给定值作单位阶跃变化，记录被控参数的阶跃响应曲线；
4. 若阶跃响应曲线没有出现等幅振荡，则加大P K ，给定值重新作单位阶跃（从原平衡点开始），直至系统（被控参数）出现等幅振荡；
5. 记录这时的P K 作为s K ，记录两波峰之间的时间差作为s T ；
四、结论
1、完成了炸药爆发点检测装置系统建模，温控电路的优化设计、接近零温飘恒流源的温度检测系统、恒温加热炉体的设计、数字PID控制算法理论研究，一元回归法的研究，为炸药爆发点检测装置的实施奠定了理论基础。
2、现场实验炸药爆发点检测装置系统后，实现了电炉的加热恒温、温度实时检测和显示、数字PID实时控制。
多次进行实验表明，系统运行过程中实时检测、数据传输、自动控制、数据管理、声音检测等功能可靠，温度传感器、双向可控硅脉冲触发电路、爆炸声音检测准确、实时、可靠，设备运行良好。
3、采用炸药爆发点检测装置后，改变了以放置伍德合金的方法进行升温检测，这样不仅加热和恒温效果不好，对一起设备的使用环境等条件要求苛刻，不能满足某些特殊试验的要求，同时加热器的加热温度低，其应用范围小，只能做火工药剂爆发点的测试，而且测试结果数据的处理依靠人工计算和作图处理。
炸药爆发点检测装置用所带来的意义与影响是深远的。
本项目的研制成功，改变了用了近20年相关测试仪的弱点，使炸药爆发点检测装置不仅能使用在火工药剂爆发点的测试，并开辟了更加广泛的用途和使用范围。
对各种炸药及含能材料的研究具有重要意义，使用方面，安全，快捷，系统稳定，具有巨大的推广应用空间。
