固体推进剂是一种经过特殊加工的、本身含有氧化剂和燃烧剂、能够规律燃烧产生大量炽热气体的固态含能材料，在航天和军事领域广泛应用。

此前，某高校计划开展固态含能材料研究，并与点石仪器就定制化实验室设备达成了合作。针对合作客户的特殊需求，点石仪器为其量身打造了一款用于观察和分析固态含能材料热解燃烧反应变化和特性的实验室设备——热岛。

热岛采用功能模块化设计理念，主要由壳体系统、腔体系统、数据采集及电气系统、供气系统等模块构成。整体小巧精致、高度集成。

（1）壳体系统：主要承担结构功能，包含腔体、电气、数据采集、进气系统。

（2）腔体系统：是物质燃烧反应的区域。

（3）数据采集及电气系统：主要采集腔体内的压力和物料燃烧的温度场；所有数据采集和控制，进气控制、压力数据采集、温度数据采集均通过仪表面板统一控制和显示。

（4）供气系统：可实现对实验过程中的气氛环境控制。

【主要功能】

热岛主要功能包括：加热点火、环境构建、多视角观察、数据采集、产物分析、多重保护等。

1、加热点火

点火位置：在物料上方，通过密封电极安装在物料法兰上，通过外部控制可使点火丝在物料上方发热，使物料从上往下进行燃烧。

点火结构：由点火丝、导电电极和电压调压器构成。手动调节通电电压可使电热丝达到理想的温度状态。

2、环境构建

氮气或氩气分别使用不锈钢供气管从气源处连接输出，经汇总后到达腔体内部。两路气管独立控制，可只使用一路。

3、多视角观察

正视窗：为观察视窗，可进行红外探测、拍摄和观察实验过程（搭配高速摄像机和红外相机）。

侧视窗：为辅助视窗，可根据实验需求进行补光和设备监测。

4、数据采集

压力采集：压力传感器可实时采集实验过程中的压力数据。

温度采集：热电偶可测量物料燃烧的温度，通过仪表显示并记录实时温度与时间的对应关系。

同步激发：点火时同步激发高速摄像机和红外相机，使其同时进行图像/温度记录。

5、产物分析

检气口可连接外置的气体前处理模块，通过前处理模块处理进行生成气体的除湿、除尘、去油，通向指定的气体检测分析设备。

6、多重保护

安全门、自动泄压装置、燃烧室温度监控、燃烧室隔热等为实验人员提供全方位保护。

【技术参数】

●腔体容积：1.5L

●最高工作压力：8MPa

●燃烧室：圆柱式、卧式

●点火方式：电阻丝点火

●点火温度：≥1500℃

●物料平台：耐2700℃高温

●蓝宝石视窗：直径70mm，耐压强度10MPa

【设计亮点】

用材考究

304钢材：腔体主要材质为304钢材。该材质具有良好的耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械特性；冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象。

蓝宝石玻璃：视镜采用蓝宝石玻璃材料。蓝宝石材料有耐温好，导热好，硬度高，透红外，化学稳定性好的特性。

氧化锆：物料平台由氧化锆制成，可耐2700℃高温。

安全性高

兼顾设备操作压力的情况下，确保设备的安全性、密封性和保护性

精度高

采用特殊的转换模块和程序，实现同步激发功能和确保延迟时间精度。

设计人性化

设备结构设计便捷性高，部件更换、安装、维护、清洗更加方便简洁。

自动化程度高

设备自动化程度高，可重复性、一致性强。

功能强大

设备功能强大，可进行直接拍摄、红外检测、温度监测、压力监测、连接气体分析仪器等，满足客户多方面需求。

操作便捷

设备操作便捷，独立开发程序可控制所有功能。所有操作在同一面板进行，压力、温度等数据可实时储存，可输出对应曲线。

北京点石高科自主研制的热岛适用于研究固体含能材料的点火和启动过程、热分解和燃烧性能，为合作对象研究固体含能材料燃烧过程中的燃烧波曲线、火焰结构、产物成分等提供了一个安全可靠的实验平台，对于提高火箭推进技术具有重要意义。