Подраздел 6.1 (Измененная редакция, Изм. № 1)
ГОСТ Р 51271-99
6.2 Метод измерения размеров пламени и температуры поверхностей пиротехнических изделий (метод 1)
По данному методу проводят измерения и расчеты, позволяющие установить распределение яркостных температур на поверхности излучающего объекта, визуализируемого инфракрасной камерой. Объектом определения полей яркостных температур являются возникающие при горении ПС тепловые зоны: пламени и корпуса ПИ. В основу метода положен принцип зависимости интенсивности теплового излучения объекта от температуры его поверхности.
Пировидиконная инфракрасная камера дистанционно, бесконтактно и автономно преобразует измеряемое тепловое излучение в инфракрасной области спектра в видеосигнал со сканированием по полю излучающего объекта в телевизионном стандарте. Перевод яркости изображения в распределение температур осуществляется посредством градуировки по излучению абсолютно черного тела (АЧТ) с помощью пакета программ для обработки изображений.
Метод обеспечивает измерение полей яркостных температур, значения которых составляют от 20 "С до 2400 "С, на поверхности нагретых объектов.
Относительная погрешность метода зависит от верхней и нижней границ диапазона определяемых яркостных температур, режима измерения и составляет от ± 10 % (для верхней границы диапазона температур) до ± 35 % (для нижней границы) (приложение А).
Значение временного разрешения при определении полей яркостных температур составляет 40 мс.
При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия:
Температура окружающей среды — от 5 "С до 30 "С для пировидиконной инфракрасной камеры; для остального оборудования — от 15 °С до 35 °С; максимальная влажность воздуха — до 80 % при температуре (+25+1) "С. Атмосферное давление — от 7,98 • 104 до 1,06 • ДО5 Па.
Уровни вибраций, электромагнитных и радиочастотных помех должны быть установлены в документации на средства измерений.
6.2.1 Средства испытаний и вспомогателъные устройства
Пировидиконная инфракрасная камера типа Video Term 92 с германиевым объективом (далее — инфракрасная камера). Характеристики инфракрасной камеры: стандарт изображения: 625 строк, 25 кадров в секунду; видеовыход 1 В/75 Ом; область спектральной чувствительности 3—14 мкм; угол поля зрения объектива 18°.
Оптические фильтры, ширина полосы пропускания и средняя длина волны которых расположены в «окнах» пропускания атмосферы, соответственно 3—5 и 8—14 мкм.
Видеорегистратор типа V0-7630 с контрольным монитором (далее — монитор), обеспечивающий видеовыход (1 + 0,2) В/75 Ом и отношение сигнал/шум более 46 дБ.
Персональная ЭВМ (ПЭВМ) типа IBM PC с цветным графическим печатающим устройством и операционной системой типа MS-DOS версии не ниже 5.0.
Пакеты программного обеспечения PITMIN и WORKIMA для обработки изображений, программа вывода изображений на печатающее устройство.
Интерфейсный блок PITER-500 для передачи изображений от видеорегистратора в ПЭВМ. Рабочая частота 10 МГц, объем видеопамяти 512 кбайт, разрядность аналогового цифрового преобразователя (АЦП) 8 бит.
Штатив для крепления инфракрасной камеры любого типа.
Сеть (генератор) переменного тока напряжением (220 + 22) В, частотой (50 + 1) Гц, мощностью не менее 300 В А.
Рулетка по ГОСТ 7502 длиной не менее 1 м.
Порядок подготовки к проведению испытаний
Размещают инфракрасную камеру на определенном расстоянии (базе измерений) от места установки ПИ. Конкретное расстояние L выбирают исходя из ожидаемых размеров d тепловой зоны и угла поля зрения у объектива инфракрасной камеры: L>d/(2 tg(y/2). Предусматривают защиту инфракрасной камеры от возможного механического повреждения ударной волной и осколками при срабатывании ПИ. При необходимости размещают инфракрасную камеру на штативе.
Подключают используемые приборы к сети (генератору) переменного тока с помощью кабелей питания в соответствии с руководством по эксплуатации.
Включают и настраивают инфракрасную камеру и видеорегистратор в соответствии с требованиями руководств по их эксплуатации. Соединяют выход указанной камеры со входом видеорегистратора коаксиальным кабелем параллельно с монитором.
До установки испытуемого ПИ определяют масштаб получаемого изображения путем регистрации инфракрасной камерой источников излучения, расположенных в месте установки ПИ на известном расстоянии друг от друга.
В полигонных условиях источниками излучения в инфракрасной области спектра могут служить, например, фальшфейеры белого огня. Для целей масштабирования допускается использовать любое инертное тело известных геометрических размеров, нагретое выше уровня фона.
Расстояние между масштабирующими источниками излучения выбирают в зависимости от базы измерений так, чтобы получить на мониторе расстояние между изображениями источников не менее 10 мм.
Наблюдая в видоискатель инфракрасной камеры тепловую картину масштабируемого изображения, настраивают указанную камеру, регулируя объектив, на резкое изображение. Регистрируют его на видеорегистраторе за время не менее 30 с.
Устанавливают на объективе инфракрасной камеры инфракрасный фильтр, предусмотренный программой испытаний.
ГОСТ Р 51271-99
Устанавливают значение диафрагмы объектива камеры по градуировочному графику (приложение Б) в соответствии с ожидаемой максимальной яркостной температурой тепловой зоны продуктов сгорания ПИ или требуемым диапазоном температур.
За 30—40 с до инициирования ПИ включают в режим записи видеорегистратор.
При горении ПИ контролируют процесс записи изображения тепловой зоны ПИ на мониторе.
После окончания работы ПИ выключают видеорегистратор спустя 30—60 с.
Правила обработки результатов испытаний
Соединяют кабелями выход видеорегистратора со входом интерфейсного блока сопряжения с ПЭВМ, а выход интерфейсного блока — со входом монитора. К параллельному интерфейсу ПЭВМ подсоединяют графическое печатающее устройство.
Включают видеорегистратор, монитор, печатающее устройство, ПЭВМ и настраивают их в соответствии с требованиями руководств по эксплуатации.
Загружают в ПЭВМ операционную систему и запускают на выполнение командный файл PITMIN.BAT для инициирования пакета программ обработки изображений.
Используя режим стоп-кадра видеорегистратора, выбирают по монитору нужный кадр изображения, соответствующий определенному моменту эволюции тепловой зоны.
Вводят в оперативную память ПЭВМ выбранный кадр изображения и записывают его в виде файла данных в память ПЭВМ с помощью программного пакета PITMIN. Повторяют эту операцию для всех кадров изображений, подлежащих обработке.
Находят масштабный коэффициент из отношения действительного размера объекта к размеру на изображении.
Обрабатывают каждый файл данных программным пакетом WORKIMA для представления изображения на экране дисплея ПЭВМ. При обработке вводят в качестве исходных данных значение температуры окружающей среды, масштаб изображения, базу измерений, значение диафрагменного числа объектива при измерениях, номер кадра и номер фильтра. При этом градации температуры на изображении объекта в разных его частях кодируются цветом, каждому цвету присваивается свой интервал температур, полученный на основании градуировки камеры (приложение Б).
Записывают в файлы полученные термограммы объекта. Выводят на цветное графическое печатающее устройство каждый обработанный и запомненный по 6.2.3.6 и 6.2.3.7 кадр изображения для получения документальной копии.
Оформляют обработанные результаты испытаний в виде протокола. К протоколу прилагают набор печатных копий обработанных кадров изображений.
Действительный размер всей тепловой зоны или ее части находят путем умножения измеренного размера на изображении на масштабный коэффициент.
6.3 Метод измерения размеров пламени и температуры поверхностей пиротехнических изделий (метод 2)
Метод позволяет измерять температуру пламени или корпуса ПИ при испытании ПИ с помощью термопар.
Погрешность измерений не превышает 10 %.
Средства испытаний и вспомогательные устройства
Отметчик времени любого типа, погрешность не более 0,5 %.
Преобразователь термоэлектрический (далее — термопреобразователь) по ГОСТ Р 50342.
Термопары L по ГОСТ Р 8.585.
Осциллограф светолучевой по ГОСТ 9829.
Прибор автоматический следящего уравновешивания по ГОСТ 7164.
Прибор универсальный измерительный Р4833 по [2].
Устройство для измерения температуры, включающее в себя следующие конструктивные элементы:
Узел крепления испытуемого ПИ, исключающий перемещение ПИ во время испытаний.
Узел крепления термопар, позволяющий варьировать их положение в радиальном направлении от 20 до 500 мм, а в осевом — от 20 до 1500 мм.
Спирт этиловый технический по ГОСТ 17299 или спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.
Кабель термопарный любого типа (удельное сопротивление от 0,33*10-6 до 0,68*10-6 Ом м, сопротивление изоляции не менее 10000 Ом) поперечным сечением провода не менее 0,5 мм2.
Порядок подготовки к испытаниям
Собирают измерительную схему в соответствии с рисунком 1 или 2.
Схема, показанная на рисунке 1, позволяет измерять температуру в процессах действрш ПИ длительностью не менее 1 с без предварительной градуировки измерительного тракта.
Схема, показанная на рисунке 2, позволяет измерять температуру в процессах действия ПИ длительностью не менее 0,1 с с предварительной градуировкой измерительного тракта.
ПИ; 3 — термопреобразователь
6.3.2.3.1 Переключатель 4 ставят в позицию А (рисунок 2).
Рисунок 1 — Структурная схема измерения
температуры без градуировки измеритель- 1 - испытуемое ПИ; 2 - термопреобразователь; 3 - универ-
НОГО тракта сальный измерительный прибор Р4833; 4 — переключатель;
5 — осциллограф; 6 — отметчик времени
Рисунок 2 — Структурная схема измерения температуры с градуировкой измерительного тракта
6.3.2.3.2 Разбивают ожидаемый диапазон измеряемой термоэлектродвижущей силы (далее — ТЭДС) на 5—6 равных интервалов с учетом типа термопары, максимально ожидаемой температуры (с учетом температуры холодного спая) в соответствии с номинальными статическими характеристиками термопар, указанными в ГОСТ Р 8.585.
Задают на потенциометре выбранный уровень ТЭДС.
Включают осциллограф и записывают градуировочное значение ТЭДС.
Измерительную схему градуируют не реже чем 1 раз в месяц, а также при замене элементов схемы.
Крепят термопару на корпусе ПИ с помощью металлических или проволочных хомутов.
Устанавливают ПИ в посадочное гнездо узла крепления.
Размещают термопары в точках измерения температуры. Место положения термопар и их количество указывают в программе испытаний.
-
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Порядок проведения испытаний
Устанавливают скорость перемещения осциллографической фотобумаги (бумажной ленты) и частоту отметок времени, достаточные для расшифровки записи процесса действия ПИ во времени.
Включают регистрирующий прибор — осциллограф или самописец. Переключатель 4 ставят в позицию Б (см. рисунок 2).
Приводят ПИ в действие.
Температуру регистрируют в течение времени, установленного программой испытаний.
После завершения испытаний выключают регистрирующую аппаратуру.
Демонтируют термопары.
Порядок обработки результатов испытаний
При выполнении измерений по схеме, показанной на рисунке 1, считывают значения , температуры и записывают их в протокол испытаний.
При выполнении измерений по схеме, показанной на рисунке 2, строят градуировочный график.
Измеряют ординаты отклонения светового пятна гальванометра от нулевого положения при контрольных значениях электрического напряжения на градуировочной осциллограмме с абсолютной погрешностью ±0,5 мм.
Строят градуировочную характеристику в виде графика зависимости: значение ТЭДС — значение отклонения светового пятна гальванометра от нулевого положения.
Измеряют отклонение светового пятна гальванометра на рабочей осциллограмме с абсолютной погрешностью ± 0,5 мм.
Определяют по градуировочной характеристике значение ТЭДС, соответствующее каждому отклонению.
Прибавляют к измеренному значению ТЭДС значение ТЭДС, соответствующее температуре холодного спая, и определяют значение температуры для суммарного значения ТЭДС по ГОСТ Р 8.585.
Обработанные результаты регистрируют в протоколе испытаний.
6.4 Метод определения характерных точек траектории (метод 1)
Метод позволяет определять высоту подъема, высоту разрыва, высоту догорания, угол отклонения от направления стрельбы и радиус разлета светящихся элементов ПИ (сигнальных средств и фейерверков).
Сущность метода заключается в засечке оптическими приборами (например, теодолитами) точки срабатывания ПИ на траектории по любому световому эффекту и дальнейшем расчете координат точки по формулам.
Погрешность метода не превышает 10 %.
Метод не рекомендуется применять, если угловая скорость сопровождения летящего ПИ или элемента ПИ при измерениях более 0,5 рад/с.
Метеорологические условия, при которых не допускаются испытания:
а) грозовое состояние атмосферы, интенсивное развитие грозовых облаков, приближение шквала;
б) быстрое изменение погоды при шквалистом ветре у земли;
в) скорость наземного ветра свыше 5 м/с, если другая не установлена программой испытаний;
г) туман, дымка и осадки, препятствующие засечке точек траектории.
-
(Измененная редакция, Изм. № 1)
ГОСТ Р 51271-99
6.4Л Средства испытаний и вспомогательные устройства
Оптический измеритель любого типа, с помощью которого можно определять изменение положения предмета в пространстве:
в горизонтальной плоскости ± 75" от исходного положения;
в вертикальной плоскости от 0° до 60°;
скорость изменения угла в обеих плоскостях до 0,5 рад/с. В качестве примера оптического устройства могут служить:
теодолит по ГОСТ 10529, снабженный коллиматорным визиром;
артиллерийская буссоль.
Количество оптических измерителей, применяемых при испытаниях одновременно для измерения каждого параметра, — не менее двух.
Метеостанция любого типа или комплект приборов для измерения температуры воздуха, скорости и направления ветра.
Испытательная площадка, которая включает в себя следующие элементы:
пункт управления;
укрытие для испытателей;
пусковую установку;
пункты оптических измерителей.
6.4.1.3.1 Место для пусковой установки выбирают таким образом, чтобы при стрельбе было обеспечено определение всех точек траектории, предусмотренных программой испытаний.
|
