Уважаемые форумчане, стоит задача зафиксировать (а в идеале - измерить силу/степень взрыва) горячих паров/газа в закнутом объеме.
Постановка задачи:
1. Объем порядка 50-70 грамм (в эквиваленте воды).
2. Температура паров до 160 градусов (внутри объема).
3. Давление - атмосферное.
4. Конструктивно - алюминиевые стакан с крышкой, внутри испаряющаяся жидкость. Подогревается снизу. Под крышкой производится искровой разряд, от которого при определённой температуре пары вспыхивают.
Цель: зафиксировать температуру жидкости/пара, при которой пары вспыхнули от искры.
Собственные идеи:
а) в крышке отверстие, закрывается лепестком, который в момент взрыва подскакивает и его другой конец проходит через оптопару.
+) возможность установки оптопары вне горячей зоны
-) сложность конструкции, значительные габариты
-) невозможность измерения силы взрыва (пары могут состоять из нескольких фракций, которые вспыхивают при разных температурах; интересует самый сильный взрыв фракции, представленной в бОльшей доле).
б) опять-таки, отверстие, но закрывается платкой с датчиком ускорения, соединённой с измерительной частью гибкими проводниками.
+) простота конструкции
+) возможность измерения силы взрыва
-) под платкой температура 160 градусов... Микросхема на плате запросто прогреется выше 120...

Какие будут идеи?
Проект не серийный коммерческий, лабораторный, но повторяемость на 5-10 изделей желательна.

Может акустический датчик? Или на внешней стенке камеры, или прямо встроенный в стенку камеры.

Уважаемый Евгений Николаев!
Никоим образом не хочу Вас обидеть, но советую, прежде чем браться за такие вещи, сначала почитать что-нибудь из теории горения и взрыва.... И Вы узнаете, чем взрыв отличается от горения...
Если у Вас действительно произойдет взрыв, а не горение, то разнесет всю Вашу "аппаратуру"...
Есть несколько стандартных методик... Вот, например, в бомбу (так это называется - на самом деле это толстостенный очень прочный стальной сосуд) помещается нечто, напускается кислород или воздух высокого давления (чтобы его хватило для полного сжигания), поджигается, а затем измеряется подъем температуры бомбы. Это стандартная калориметрическая метода. Такая штука не на коленке делается и стоит соответственно. Таким образом можно мерить энергию...
А то, что Вы называете "силой" - весьма неопределенная вещь... Может Вам интеграл от давления по времени? Или саму зависмость? Вы уж определитесь сначала...

Tanya, ваши замечания ценны, как в части терминологии, так и в части "силы".
На самом деле, происходит воспламенение паров и их достаточно быстрое сгорание.
В части "силы", действительно, интересует интеграл давления, т.к. именно он харакетеризует, хоть и косвенно, количество во время вспышки сгораемого вещества.

Adlex, аккустика не подходит, как я понимаю по двум причинам:
1. восприимчивость к сторонним шумам (в т.ч. щелчку от искрового разряда).
2. температурная стойкость.

Подумал ещё об одном варианте - трубка воздуховода (из фторопласта, например) и датчик давления на другом конце. Но вот вопрос - успеет ли он почувствовать "хлопок"...

Возьмите двигатель... от мопеда (?)... скорость полета поршня (можно утяжелить - спокойнее будет)...
Только как Вы собираетесь контролировать содержание воздуха (кислорода) в смеси? И как перемешивать? Это непросто... А зачем все это? Наверняка, (или это только кажется мне?) двигателисты имеют все необходимое...

Перемешивание осуществляется металлическим шариком (от подшипника), который катается по дну "стакана" под действием магнитной силы (под нагревателем дна вращается сильный постоянный магнит). Воздушный объем (пар) перемешивается легкой металлической крыльчаткой, вращаемой той же магнитной силой.
Содержание кислорода не контроллируется, т.к. достаточно имеющегося объема и полученный при нём результат (несмотря на частичное выгорание) считается правильным.

Зачем всё это? Анализ нефтепродуктов на температуру воспламенения паров в закрытом объеме. Есть такой тест.

А кстати, Tanya, что можно почитать про отличие простого горения от взрыва? Нет, на пальцах я, конечно, немного представляю - при химическом взрыве происходит практически мгновенное химическое превращение вещества на фронте ударной волны с выделением тепловой энергии, из-за чего энергия ударной волна возрастает по мере продвижения фронта. Но что можно прочитать чтобы систематизировать знания в этой области?

Принципиального отличия горения от взрыва нет.Кто-то из великих физиков во время войны увлекался созданием ВВ.И опубликовал книгу с названием нето детонация горением или горение детонацией.Суть в том,что горение от взрыва отличается скоростью протекания процесса.По сути вопроса,здесь прекрасно будет смотреться пьезоаксельрометр.Вопрос только в одном:или использовать датчик удара или обычный аксельрометр.Вроде горение детонацией.

Сообщение отредактировал Евгений Германович - Jul 25 2007, 12:35

Может быть датчик детонации от автомобильного двигателя приспособить? Задачка-то похожая.
Вот первая же ссылка из гугля:
http://www.2a2.ru/esud/d_dd1.html

Данный датчик слишком тяжелый. Опытным путём было установлено, что давления хватает на подброс гайки М3, закрепленной на круглом легком основании, на высоту около 5-7 мм при диаметре отверстия около 5 мм.
Да и стойкость к температуре под вопросом.
---
Вопрос к тем, кто имел дело с датчиками атмосферного давления - если по "порту" воздуховода стукнуть, ну например, подушечкой пальца - ему хватит быстродействия, чтобы почувствовать этот импульс? Крайне не хочется покупать на заказ эту штуку, чтобы понять, что она медленная.

А почему датчик давления + датчик температуры не подходят? Фиксацию температуры можно проводить по факту резкого нарастания давления. На 160 град., думается, и то, и другое найти - не проблема.

Датчик детонации от авто громоздкий?
почему бы не применить керамику для звукоснимателя со старого проигрывателя пластинок! смотри на сигнал осциллографом и делай выводы... можно и протарировать тогда измерять ускорения и иже с ним, чтобы не разрушался - использовать резину и т. п.

Так и планируется. Измерение температуры, кроме того, производится постоянно, т.к. это обратная связь для регулятора темпа нагрева (строго оговоренный параметр 5-6 градусов в минуту).

Датчик температуры - да, Pt100..1000 какой-нибудь. А вот насчёт датчика давления сильно сомневаюсь. И, к тому же, он должен быть "шустрый".

Думаю, да. Если применять акселерометр, то вес печатной платки + вес микросхемки SOIC8 + утяжелитель (гайка М2-М4) = самое то.

Непрофессионально :-) Да и где взять 5-10 таких проигрывателей? А если (не дай бог) придётся делать подобную вещь серийно?!

Почитать можно (особенно Вам будет интересно и м.б.? полезно?) классику - ФранкКаменецкий Д.А. "Диффузия и теплопередача в химической кинетике". Несмотря на название, эту книгу читают не только химики...

Все это очень даже непросто... Макрокинетика называется. Вот возьмите простейший пример. Сделаем, например, стехиометрическую смесь водорода с кислородом. Известно, что механизм окисления - РАЗВЕТВЛЕННЫЙ цепной процесс - т.е. один активный центр порождает несколько...
Вы, естественно, знаете, что космическое излучение будет создавать радикалы, которые должны размножаться... Стало быть, все должно взорваться в момент приготовления... Ан нет... Не все так просто.
А вот навеяло... Про размножение - цепную разветвленную реакцию. Нечто вроде задачи. (Может перенести... Вы же модератор...)
Вот представим себе атомный реактор на уране. Мысленно поместим в некоторую точку пространства реактора импульсный источник нейтронов. Пусть он мгновенно испустил изотропно N быстрых нейтронов. Они замедлятся, отразятся..... размножатся, и, в конце концов, породят в исходной точке N1 нейтронов. Назовем N1/N коэффициентом размножения. Если коэффициент будет больше 1, произойдет взрыв... А если меньше, реактор работать не будет... Вопрос - как же можно реактором управлять? Ведь этот коэффициент должен быть строго равен единице в КАЖДОЙ точке активной зоны...

Спасибо! Обязательно просмотрю рекомендованную литературу

Нет, в этой ветке я не модератор даже формально - поэтому ничего перенести не могу.
Что такое "динамическая система" я немного все-таки представляю. Как управляют реактором - тоже только на пальцах. На том уровне, что в реакторе коэффициент размножения держат немного меньше единицы, и непрерывная реакция поддерживается за счет спонтанных ядерных распадов, инициирующих цепочки реакций. Более того, даже если коэффициент размножения окажется слегка больше единицы - реактор взорвется не сразу, а реакция начнет медленно разгоняться. Этот разгон должен быть подавлен контурами обратной связи - причем, якобы, в правильно спроектированном реакторе самопроизвольный разгон давится какими-то процессами в самой конструкции. Конечно, если коэффициент размножения превышен не сильно. Якобы в чернобыльском реакторе наблюдался обратный эффект - при аварийном опускании стержней мощность реактора (насколько я понимаю, непосредственно связанная с коэффициентом размножения) первоначально возрастала, поэтому он взорвался, вместо того, чтобы быстро затухнуть. Это все, что мне известно про управление ядерными реакторами А, да, еще слышал про какое-то отравление активной зоны - видимо, в реакторах строго следят за радиоактивными продуктами с малым временем полураспада, очевидно, создающими немалую часть той самой спонтанной радиоактивности, инициирующие цепочки ядерных реакций.

P.S.По теории горения и взрыва наткнулся на более специализированную книгу - Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mechanics/thermal.htm