黄琛鸿，刘玉存，袁俊明

(中北大学化工与环境学院，山西太原 030051)

0 引言

炸药的感度［1］是指炸药受到外界能量作用下发生爆炸的难易程度，根据外界作用的能量形式不同，可分为撞击感度、摩擦感度、热感度等。其中，撞击感度是指炸药在机械撞击作用下发生爆炸的难易程度，由于炸药在生产、运输、储存和使用过程中经常面对撞击这一可能引发爆炸的情形，所以撞击感度成为了炸药一项重要的感度特性。一般来说，对猛炸药、火药、烟火剂要求有低的机械感度，而对某些起爆药则要求有适当的机械感度。

撞击感度测量仪器是用来测定炸药撞击感度的仪器，另外在烟花爆竹行业也得到广泛的应用，其基本工作原理为:将装有一定量药样的撞击装置放入一个定位装置中，在不同的高度上采用所需重量的落锤自由落到撞击装置上，受撞击的炸药凡是发生声响、火光、冒烟等现象之一均为爆炸。

1 国内外的应用情况

自卡斯特(H.Kast)提出撞击感度以来，各国仍在卡斯特落锤仪的基础上来测定炸药的撞击感度，而且许多国家有所发展，并制定了相应的试验标准，下面介绍几种不同结构的落锤仪:

1.1 卡斯特落锤仪

这是一种常用的落锤仪，由导轨、基座、脱锤器、落锤及撞击装置五部分组成。一定质量的落锤悬挂在两根V形导轨之间，可以任意调节悬挂高度。试样装在下面的撞击装置中，落锤上装有反跳装置，能防止落锤反跳后的再下落，造成第2次撞击。落锤质量有 2.5、10 kg 三种［2］。

1.2 BAM 落锤仪

BAM落锤仪是由德国材料试验所发展的一种落锤仪。其特点是采用框架结构，导轨的端面为长方柱形，落锤的升降和释放由电磁铁进行控制。落锤质量有2、5、10和20 kg四种。

1.3 三柱式落锤仪

加拿大炸药研究实验室(CERL)使用一高约3 m的三柱式落锤仪，落锤通常用2.5 kg，落锤下落撞击在一根质量为2.5 kg的击杆上，再将撞击能量或冲量传给装有样品的装置上，试验药量为35 mg，直接放在无限制的砂纸上，砂纸置于下击柱上［3］。此外还有一种小型三柱式落锤仪，全部仪器高约1 m，落锤质量1 kg，可以随身携带，供危险品现场检验之用。

1.4 大型落锤仪

近年来随着工业炸药的发展以及钝感炸药研究工作的开展，一般落锤仪已不能满足某些需要，因而朝大型落锤仪方向发展，这类落锤仪使用的落锤重达20～30 kg，导轨高达3～4 m。例如日本设计制造的落锤仪，落锤为30 kg，最大落高为4 m。苏联国标中采用的大型落锤仪，落锤为24 kg，最大使用落高为2 m，用电机带动上下运动，试样量为3 g±0.1 g。除药粉外，还可测定成型药块的感度。

1.5 自动落锤仪

我国二一四所经过三年的努力研制了ZCG－1型自动落锤仪，该仪器由导轨、落锤、落锤提升和释放装置、自动送样装置和回收系统五部分组成。落锤由机械手提升和释放，自动送料部分有一摩擦盘，装好试样的撞击装置推入送料轨道，再由滑车将其送到落锤仪的导轨下方定位。进行第二发试验时，已试验过的撞击装置即被推出并沿倾斜轨道滑入回收盘。检测系统则将试验时的声响转换成电讯号，再经检波、放大后由记录仪记录下来。整个机械部分由一台电动机带动，整个系统是同步的。在国内撞击感度测试中，首先实现了自动提锤、自动进样、自动落锤、自动检测记录结果、有序回收击柱和击柱套。目前，这台仪器主要用于测量炸药的爆炸百分数。

1.6 O－M 落锤仪

O－M落锤仪由美国海军军械实验室所设计，采用电磁铁作为落锤的释放装置，少量的液体试样装入试样杯中，试样杯装有隔膜，试样杯受到撞击后，由隔膜的破裂来判断试样是否发生了爆炸。用20发试验测得的爆炸概率或临界落高表示炸药的感度。O－M落锤仪安装有测压仪器、电子仪器(双线示波仪、电位计、时间延滞线路)和高速摄影装置，可进行压力、时间的测定。

1.7 弧形下落式撞击仪

诺贝尔炸药有限公司(NEc)使用该落锤仪，它有一个可绕水平轴转动的摇杆，平时摇杆处于直立状态，一端固定重锤，锤头由塑料、橡胶、木头或其他材料制成，另一端有一铜制击砧，击砧上有一可放25 mg样品的凹槽。当杆锤沿弧下落时，正好撞击样品。该仪器可测定液体试样，测定结果用爆炸百分数表示。

2 国内研究改进情况

二○四研究所设计制造了CM－12型撞击感度测试系统，该型撞击感度测试系统由落锤仪、CM－12型工具、测声仪三部分组成。利用ND6精密脉冲声级计测量记录声压级，从而达到使用仪器而来判定试样爆炸与否，排除了人为因素的影响。

胡庆贤等［4］对钝感高能炸药测试技术进行了改进，该撞击装置可以比较合理的区分出很多用标准撞击装置无法分开的钝感高能炸药的撞击感度次序，落锤的撞击声压级用CH11型电容传声器、FDC－2A型传声放大器和NJ型电平记录仪测定;电容传声器放在高1 m、距离声源1 m的位置上;专用砂纸尺寸为2.54 cm ×2.54 cm。

郑孟菊［5］鉴于撞击装置导向套与击柱之间的环形间隙尺寸很难保证一致。以聚氯乙烯导向套代替钢导向套。由于塑料管有弹性，套入击柱后没有间隙。结果表明，此装置对于较敏感的炸药测试结果较好，但对低熔点和低感度的炸药，未能测出数据。

徐洪涛等［6］采用气敏检测装置对火炸药反应产生的气体进行快速的在线分析，通过微机输出数据结果判断是否“点火”。通过在试验中的使用，验证了这种判断准确可靠，可以检测出药柱微量的反应。

刘萍等［7］首次将光栅数显—数控线性计量技术引入到感度标准装置中，落高的准确性由原精度±1 mm提高到了±0.01 mm，;为了正确、准确地进行量值传递，研究者自行设计建立了一套较完整的自检设备和检定规程;编制的专用特性落高统计计算程序，实现了感度测量结果数据处理的微机化;采用声学测量仪器记录与判断样品反应情况，提高了感度测量的准确性和可靠性。

徐国平［8］设计组建了撞击感度仪自动监控系统，实现了对撞击感度试验的自动监控。系统通过合理的机械结构和方案设计，采用PLC作为现场控制核心，通过对触摸屏软件组态设计，完成了系统现场安装、调试时的单步控制功能;作为系统的监控、调度中心的工控微机通过通讯模式和程序设计，与PLC组成上、下位机实时监控系统，间接地实现了对撞击感度试验的监控，并通过上位机实时监控管理软件的设计，以虚拟面板的形式较好地实现了人机对话;采用客户机/服务器模式，通过软件编程实现了撞击感度试验的远程监控功能。

南京理工大学的江剑等［9］人针对目前撞击感度仪人工送料存在的问题，结合测试特点，设计了一套撞击感度自动送料系统。采用机械手实现了击杆的提升和下降，链条的传动和推杆气缸的动作完成了试样的自动连续进料，针型气缸实现了试样准确定位。

3 结语

由于撞击感度试验时产生一定的有毒气体，并实验时有可能出现误操作的安全隐患，对于药柱不能直接给予测定，加上人为的因素对结果判定的影响较大等不利条件。所以，撞击感度试验仪器应在目前的基础上多开展自动化方向的研究，在改善研究人员实验条件的同时，提高判断结果的准确性。

［1］任务正，王泽山.火炸药理论与实践［M］.北京:中国北方化学工业出版社，2001.

［2］郑孟菊，俞统昌.炸药的性能及测试技术［M］.北京:兵器工业出版社，1990.

［3］尹孟超.赴英国、加拿大技术考察报告［J］.火炸药学报，1986(2):50－56.

［4］胡庆贤，吕子剑.钝感高能炸药撞击感度测试方法的探讨［J］.含能材料，1994，2(1):39－44.

［5］郑孟菊.改进炸药撞击感度试验的探索［J］.爆破器材，1981(1):22－24.

［6］徐洪涛，孔德仁.火炸药药柱撞击感度试验装置及方法［J］.火炸药学报，2010，33(3):30－33.

［7］刘 萍，许西宁.火炸药撞击感度标准装置及其测量不确定度分析［J］.火炸药学报，2003，26(2):16－18.

［8］徐国平.撞击感度仪自动监控系统设计［D］.南京:南京理工大学，2004:3.

［9］江 剑，孔德仁，王昌明，等.基于虚拟仪器的撞击感度测试系统［J］.火炸药学报，2005，28(4):14－17.