本发明属于实验室超高速发射装置领域，具体涉及一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，用于轻气炮一级气室高压气体的精确释放控制。
背景技术：
1、轻气炮是实验室超高速发射装置领域应用最广泛的技术之一，在材料基础力学性能实验、破片毁伤元特性研究等方面发挥了重要的作用。图1是典型的气体驱动的二级轻气炮(参考文献：张德志，唐润棣，林俊德，张向荣，朱玉荣.新型气体驱动二级轻气炮研制，兵工学报，2004年25卷第1期)，主要包括一级气室、快开锥阀、活塞、泵管、高压段、膜片、弹丸、发射管、靶室、回收室，其中一级气室、泵管、高压段、发射管、靶室、回收室依次连接。快开锥阀设于一级气室内部和泵管接通处，快开锥阀开启后一级气室内的高压气体进入泵管；活塞位于泵管内，在高压气体推动下活塞高速运动进入高压段；膜片位于高压段和发射管的接通处，当活塞高速运动压缩气体，高压气体冲破膜片，使位于发射管内的弹丸发射进入靶室。
2、轻气炮工作时，首先给一级气室充入气体，当气室达到一定压力时，通过控制阀启动快开锥阀，使得高压气体推动活塞在泵管内加速运动。由相关文献可知，快开锥阀由控制阀、排气腔、阀体、弹簧等部件组成，结构较为复杂；另外，阀体的设计重量与活塞重量有一定要求，充气及排气对控制阀要求较高，在充分优化的基础上才能使得阀体的最小开启时间控制在2毫秒以内，即采用最优化设计的快开锥阀，在一级气室内压力满足要求时，从快开锥阀开启至完全开启的过程需要2毫秒，不能保证活塞的精准启动。可见，现有用于轻气炮一级气室高压气体释放控制的快开锥阀，结构较为复杂，阀体开启条件要求高，精确控制能力不足。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，摒弃传统的快开锥阀设计，通过安装于泵管外部的电磁阀配合控制杆件直接控制活塞的运动，实现高压气体的精确控制释放。
2、本发明的技术方案是：一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，包括泵管、活塞、基座、控制杆、压簧、电磁阀、压力传感器；所述泵管一端接通一级气室，另一端接通高压段；所述活塞位于泵管内部，其头部面向高压段，其裙部靠近一级气室，其周圈外壁与泵管内壁密封贴合；活塞的裙部径向外壁上设有盲孔，与盲孔对应的泵管壁上设有通孔；所述基座固定于泵管外壁，基座内设有贯通的阶梯孔，所述活塞的盲孔、泵管的通孔、安装基座的阶梯孔同轴；
3、所述控制杆滑动安装于基座的阶梯孔内，其端部穿过泵管的通孔伸入活塞的盲孔；所述压簧套装于控制杆的杆部，压簧位于阶梯孔的空腔内，用于为控制杆轴向滑动提供回弹力；所述电磁阀安装于基座上，用于锁定或释放控制杆；所述压力传感器安装于泵管内壁，位于一级气室和活塞之间，压力传感器与电磁阀电连接，用于向电磁阀传递检测的压力值；
4、初始状态下，控制杆的端部插入活塞盲孔限定活塞移动，当压力传感器检测到压力达到设定值，所述电磁阀通电作动，解锁控制杆使其端部脱离活塞盲孔，高压气体释放，活塞启动。
5、本发明的进一步技术方案是：所述基座为卡箍式结构，基座包括左半基座和右半基座，所述左半基座和右半基座对接，在各自的两端对接处通过螺栓紧固连接；所述泵管被紧箍于左半基座和右半基座中间；所述基座的阶梯孔位于左半基座和右半基座对接面中心位置，对称于泵管设有两个，每个阶梯孔中形成第一空腔和第二空腔，所述第一空腔靠近泵管，第二空腔位于第一空腔轴向外侧；所述压簧安装于第一空腔，压簧一端与第一空腔靠近泵管侧的底壁接触，另一端与控制杆相抵；所述电磁阀安装于左半基座，电磁阀的作动杆垂直伸入第二空腔与控制杆限位卡接。
6、本发明的进一步技术方案是：所述控制杆包括杆部、受力板、限位板、顶板，所述杆部一端插装入泵管的通孔，另一端端部固定有顶板，所述顶板位于基座的外部，顶板用于手持操作控制杆；所述受力板与杆部垂直固定，受力板位于第一空腔内，其靠近泵管的端面与压簧相抵；所述限位板垂直固定于顶板与受力板之间的杆部，位于第二空腔内，所述电磁阀的作动杆与限位板面向顶板的端面卡接限位。
7、本发明的进一步技术方案是：所述限位板与电磁阀卡接限位时，限位板面向受力板的端面与第二空腔轴向底壁接触限位，所述电磁阀的作动杆位于限位板和第二空腔轴向顶壁之间，并与二者接触限位。
8、本发明的进一步技术方案是：所述压力传感器设有多个，均布用于泵管内壁的同一圆周上。
9、本发明的进一步技术方案是：所述活塞裙部的盲孔、泵管上的通孔均设有两个，与左半基座和右半基座对接形成的两个阶梯孔对应。
10、本发明的进一步技术方案是：所述活塞为锥形柱状体，活塞头部直径小于活塞的裙部直径。
11、本发明的进一步技术方案是：所述活塞的裙部位于盲孔一侧设有多个密封圈槽，每个密封圈槽内套装一个密封圈。
12、有益效果
13、本发明的有益效果在于：本发明所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，通过电磁阀锁定控制杆，初始锁定状态下控制杆端部插入活塞盲孔对活塞限位，当电磁阀的作动杆收回，解除对控制杆的锁定时，控制杆端部从盲孔收回，高压气体释放，活塞即可开启运动。本发明中活塞开始加速运动的开启时间为0秒，能够实现一级气室内高压气体的精准释放。这是因为，本发明结构中一级气室至活塞段为贯通腔室，当给一级气室充气增压时，气体直接与活塞端面接触，解除控制杆对活塞的锁定时，活塞即可0秒开启运动。而传统的快开锥阀结构中，当一级气室的压力到达设定值，从开启释放活塞到活塞真正运动的最小时间在2毫秒，从而不能保证高压气体的精确释放，对实验数据的准确性造成影响。
14、本发明结构简单，操作方便，工作稳定性好。通过计算分析，常规的电磁阀、压簧即可满足使用要求，可行性高，值得推广使用。
1.一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，包括活塞(3)、泵管(4)，所述泵管(4)一端接通一级气室(1)，另一端接通高压段(5)；所述活塞(3)位于泵管(4)内部，其头部面向高压段(5)，其裙部靠近一级气室(1)，其周圈外壁与泵管(4)内壁密封贴合；其特征在于：还包括基座(14)、控制杆(15)、压簧(16)、电磁阀(17)、压力传感器(18)；所述活塞(3)的裙部径向外壁上设有盲孔(31)，与盲孔(31)对应的泵管(4)壁上设有通孔(41)；所述基座(14)固定于泵管(4)外壁，基座(14)内设有贯通的阶梯孔(141)，所述活塞(3)的盲孔(31)、泵管(4)的通孔(41)、基座(14)的阶梯孔(141)同轴；
2.根据权利要求1所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述基座(14)为卡箍式结构，基座(14)包括左半基座(142)和右半基座(143)，所述左半基座(142)和右半基座(143)对接，在各自的两端对接处通过螺栓紧固连接；所述泵管(4)被紧箍于左半基座(142)和右半基座(143)中间；所述基座(14)的阶梯孔(141)位于左半基座(142)和右半基座(143)对接面的中心位置，对称于泵管(4)设有两个，每个阶梯孔(141)中形成第一空腔(144)和第二空腔(145)，所述第一空腔(144)靠近泵管(4)，第二空腔(142)位于第一空腔(144)轴向外侧；所述压簧(16)安装于第一空腔(144)，压簧(16)一端与第一空腔(144)靠近泵管(4)侧的底壁接触，另一端与控制杆(15)相抵；所述电磁阀(17)安装于左半基座(142)，电磁阀(17)的作动杆(171)垂直伸入第二空腔(145)与控制杆(15)限位卡接。
3.根据权利要求2所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述控制杆(15)包括杆部(151)、受力板(152)、限位板(153)、顶板(154)，所述杆部(151)一端插装入泵管(4)的通孔(41)，另一端端部固定有顶板(154)，所述顶板(154)位于基座(14)的外部，用于手持操作控制杆(15)；所述受力板(152)与杆部(151)垂直固定，受力板(152)位于第一空腔内(144)，其靠近泵管(4)的端面与压簧(16)相抵；所述限位板(153)垂直固定于顶板(154)与受力板(152)之间的杆部(151)，位于第二空腔(145)内，所述电磁阀(17)的作动杆(171)与限位板(153)面向顶板(154)的端面卡接限位。
4.根据权利要求3所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述限位板(153)与电磁阀(17)卡接限位时，限位板(153)面向受力板(152)的端面与第二空腔(145)的轴向底壁接触限位，电磁阀(17)的作动杆(171)位于限位板(153)和第二空腔(145)的轴向顶壁之间，并与二者接触限位。
5.根据权利要求1所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述压力传感器(18)设有多个，均布用于泵管(4)内壁的同一圆周上。
6.根据权利要求2所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述活塞(3)裙部的盲孔(31)、泵管(4)上的通孔(41)均设有两个，与左半基座(142)和右半基座(143)对接形成的两个阶梯孔(141)对应。
7.根据权利要求1所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述活塞(3)为锥形柱状体，活塞(3)的头部直径小于活塞(3)的裙部直径。
8.根据权利要求1所述的一种轻气炮高压气体的精确控制释放装置，其特征在于：所述活塞(3)的裙部位于盲孔(31)一侧设有多个密封圈槽(32)，每个密封圈槽(32)内套装一个密封圈。
