本實用新型涉及一種測量裝置,尤其是一種導爆索爆速測量裝置,屬于火工品測試技術領域。
背景技術:
測量導爆索爆速的方法主要有電測法、道特利什法和高速攝影法等。電測法是通過電探針的斷通或通斷來獲取信號,它是利用各種類型的測時儀器或裝置測定爆轟波從一點傳到另一點的時間間隔。高速攝影方法是利用高速攝影機,借助于爆轟時波面的發(fā)光現(xiàn)象將爆轟波沿導爆索傳播的軌跡連續(xù)拍攝下來,這種方法可以測得爆轟波通過導爆索任一點的瞬時速度,缺點是儀器操作復雜。目前最常用的導爆索爆速測量方法是電測法,該方法簡單易操作,但對于超細導爆索,采用電測法的探針不能輕易穿過,即使探針能穿過超細導爆索,探針也會影響到爆轟波的傳播,從而對爆速測量的精確度產生影響,另外一種將探針綁在超細導爆索邊上的方法,也無法保證導爆索能及時準確導通,從而也會對爆速測量的精確度產生影響,因此超細導爆索爆速測量采用電測法的準確性較差。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足,提供了一種導爆索爆速測量裝置,該裝置在實際應用中操作簡便,有利于提高超細導爆索爆速測量的精度,可用于準確測量超細導爆索的爆速。
本實用新型的目的可以通過如下技術方案實現(xiàn):
一種導爆索爆速測量裝置,包括導爆索和起爆器,所述導爆索通過起爆器起爆雷管后引爆,還包括金屬管、傳壓介質、數(shù)據(jù)采集儀和多個壓力傳感器,所述金屬管包括內層金屬管和外層金屬管,所述多個壓力傳感器等間距粘貼在外層金屬管內壁的一母線上,并分別與數(shù)據(jù)采集儀相連,所述內層金屬管穿過外層金屬管并固定在中間位置,所述導爆索穿過內層金屬管并固定在中間位置,所述傳壓介質設置在內層金屬管內。
優(yōu)選的,所述多個壓力傳感器均為薄膜狀結構。
優(yōu)選的,每個壓力傳感器為PVDF壓力傳感器或合金薄膜壓力傳感器。
優(yōu)選的,所述內層金屬管和外層金屬管的長度相同;其中,所述內層金屬管外壁和外層金屬管內壁之間具有間隙,該間隙滿足導爆索爆炸后內層金屬管與外層金屬管能夠完全接觸。
優(yōu)選的,所述內層金屬管為鋁管或銅管,所述外層金屬管為鋼管或鑄鐵管。
優(yōu)選的,所述導爆索的長度大于內層金屬管和外層金屬管的的長度,該導爆索的底部伸出內層金屬管一定長度。
優(yōu)選的,所述傳壓介質為液體。
優(yōu)選的,所述數(shù)據(jù)采集儀為示波器或采集卡,其采樣頻率不低于10M/s。
優(yōu)選的,所述導爆索為鋁殼導爆索或工業(yè)導爆索,所述起爆器為高能脈沖起爆器或激光起爆器。
優(yōu)選的,所述多個壓力傳感器分別通過電纜與數(shù)據(jù)采集儀相連。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比,具有如下優(yōu)點和有益效果:
1、本實用新型通過起爆器起爆雷管將導爆索引爆,在傳壓介質的作用下,將導爆索爆炸時產生的壓力均勻作用在內層金屬管上,使內層金屬管能夠撞擊外層金屬管,此后數(shù)據(jù)采集儀通過壓力傳感器采集到對應的壓力時程曲線,通過壓力時程曲線起始點的時間間隔與壓力傳感器的間距計算導爆索爆炸時內、外層金屬管的壓合速度,從而獲得導爆索的爆速,克服了傳統(tǒng)電測法中的探針不能輕易穿過超細導爆索或者綁在導爆索邊上的探針難以準確及時觸發(fā)以及探針影響細導爆索中爆轟波傳播從而影響導爆索爆速測量精度等問題,有利于提高超細導爆索爆速測量的精度,因此可用于準確測量超細導爆索的爆速。
2、本實用新型采用的壓力傳感器在記錄時間間隔的同時也可以記錄內金屬管撞擊外金屬管的壓力時程曲線,因此也可用于金屬管爆炸復合時撞擊壓力等方面的測量。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例1的導爆索爆速測量裝置結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例1的導爆索爆速測量裝置中數(shù)據(jù)采集儀采集到的壓力時程曲線圖。
其中,1-導爆索,2-起爆器,3-傳壓介質,4-數(shù)據(jù)采集儀,5-壓力傳感器,6-雷管,7-內層金屬管,8-外層金屬管。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述,但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例1:
如圖1所示,本實施例提供了一種導爆索爆速測量裝置,該裝置包括導爆索1、起爆器2、金屬管、傳壓介質3、數(shù)據(jù)采集儀4和四個壓力傳感器5,所述導爆索1通過起爆器2起爆雷管6后引爆,所述金屬管包括內層金屬管7和外層金屬管8,所述四個壓力傳感器5等間距粘貼在外層金屬管8內壁的一母線上,并分別與數(shù)據(jù)采集儀4相連,所述內層金屬管7穿過外層金屬管8并固定在中間位置,所述導爆索1穿過內層金屬管7并固定在中間位置,所述傳壓介質3設置在內層金屬管7內。
所述四個壓力傳感器5均為薄膜狀結構,優(yōu)選采用PVDF(Polyvinylidene Fluoride,聚偏氟乙稀,經過極化)壓力傳感器,每兩個相鄰PVDF壓力傳感器之間的間距為20cm,每個PVDF壓力傳感器的大小為3mm×6mm,通過每個PVDF壓力傳感器可以測量內層金屬管7撞擊外層金屬管8的壓力時程曲線。
所述內層金屬管7和外層金屬管8的長度相同;其中,內層金屬管7可以為鋁管,其外徑為30mm,內徑為28mm,長度為90cm,外層金屬管8可以為鋼管,其外徑為38mm,內徑31.8mm,長度為90cm;所述內層金屬管7外壁和外層金屬管8內壁之間具有間隙,該間隙滿足導爆索1爆炸后內層金屬管7與外層金屬管8能夠完全接觸。
所述導爆索1可以采用鋁殼導爆索,其外徑2mm,內徑為1.4mm,線密度為2.1g/m,整個長度大于內層金屬管7和外層金屬管8的的長度,該導爆索1的底部伸出內層金屬管7一定長度,便于引爆導爆索1。
所述起爆器2可以采用高能脈沖起爆器,通過引爆雷管6的方式,將導爆索1起爆;其中,本實施例采用的雷管6為導爆管雷管。
所述傳壓介質3具有流動性較好與可壓縮性小的特點,可以采用水,其可將導爆索1爆炸時產生的壓力均勻作用在內層金屬管7上。
所述數(shù)據(jù)采集儀4具有存儲功能并有足夠存儲長度與較高的采樣頻率,可以采用泰克示波器,其采樣頻率為50M/s。
本實施例的導爆索爆速測量裝置工作原理為:
起爆器2通過起爆雷管6的方式,將導爆索1引爆,在傳壓介質3的作用下,將導爆索1爆炸時產生的壓力均勻作用在內層金屬管7上,使內層金屬管7能夠撞擊外層金屬管8,此后數(shù)據(jù)采集儀4通過四個壓力傳感器5采集到對應的壓力時程曲線,如圖2所示,測量得到第一個壓力傳感器(離導爆索底端,即起爆端最近的壓力傳感器)和第二個壓力傳感器所對應的壓力時程曲線起始點的時間間隔(Δt)為28.64μs,第二個壓力傳感器和第三個壓力傳感器所對應的壓力時程曲線起始點的時間間隔(Δt)為26.06μs,第三個壓力傳感器和第四個壓力傳感器所對應的壓力時程曲線起始點的時間間隔(Δt)為26.15μs,而由于四個壓力傳感器5是等間距設置的,每兩個相鄰壓力傳感器5之間的間距(ΔL)為20cm,由于內層金屬管7在導爆索1爆炸作用下的橫向膨脹速度一定,因此導爆索1的爆速等于內、外層金屬管的壓合速度,即通過測量內、外層金屬管的壓合速度獲得導爆索爆速,根據(jù)速度計算公式(v=ΔL/Δt)計算的爆速分別為6983.24m/s、7674.60m/s、7648.18m/s,因此導爆索1的爆速平均值為7435.34m/s。
實施例2:
本實施例提供了一種導爆索爆速測量方法,該方法包括以下步驟:
步驟一、選用材質符合要求以及尺寸相匹配的內層金屬管和外層金屬管;
步驟二、將多個壓力傳感器等間距粘貼在外層金屬管內壁的一母線上;
本步驟中,從下到上布置壓力傳感器,即壓力傳感器從外層金屬管底端沿外層金屬管內壁等間距布置,第一個壓力傳感器的粘貼位置與外層金屬管底端的距離大于10cm,能夠保證導爆索的爆轟趨于穩(wěn)定;
步驟三、將多個壓力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集儀相連;
本步驟中,所述將多個壓力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集儀相連,具體為:將多個壓力傳感器的引線從外層金屬管切口引出后通過電纜與數(shù)據(jù)采集儀相連,避免引線影響測量精度,另外所有引線與電纜應避開雷管飛片,避免引線與電纜在采集信號前被切斷。
步驟四、將內層金屬管穿過外層金屬管并固定在中間位置;
本步驟中,盡量減少內層金屬管與外層金屬管之間的間隙,有利于提高導爆索爆速測量的精度;
步驟五、將導爆索穿過內層金屬管并固定在中間位置;
步驟六、將內層金屬管的底端封堵,將水注入內層金屬管內;
步驟七、將導爆索底端接上雷管后,利用起爆器起爆雷管后引爆導爆索;
步驟八、起爆后,數(shù)據(jù)采集儀通過多個壓力傳感器采集到對應的壓力時程曲線;
步驟九、根據(jù)任意兩個相鄰壓力傳感器所對應的壓力時程曲線起始點的時間間隔,以及每兩個相鄰壓力傳感器之間的間距,計算導爆索爆速。
綜上所述,本實用新型通過起爆器將導爆索起爆,在傳壓介質的作用下,將導爆索爆炸時產生的壓力均勻作用在內層金屬管上,使內層金屬管能夠撞擊外層金屬管,此后數(shù)據(jù)采集儀通過壓力傳感器采集到對應的壓力時程曲線,通過壓力時程曲線起始點的時間間隔與壓力傳感器的間距計算導爆索爆炸時內、外層金屬管的壓合速度,從而獲得導爆索的爆速,克服了傳統(tǒng)電測法中的探針不能輕易穿過超細導爆索或者綁在導爆索邊上的探針難以準確及時觸發(fā)以及探針影響細導爆索中爆轟波傳播從而影響導爆索爆速測量精度等問題,有利于提高超細導爆索爆速測量的精度,因此可用于準確測量超細導爆索的爆速。
以上所述,僅為本實用新型專利較佳的實施例,但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此,例如壓力傳感器的數(shù)量可以根據(jù)實際需要作出變化,壓力傳感器還可以采用合金薄膜壓力傳感器,內層金屬管還可以采用銅管,外層金屬管還可以采用鑄鐵管,傳壓介質還可以采用其他液體,數(shù)據(jù)采集儀還可以采用采集卡,導爆索也可以采用工業(yè)導爆索,起爆器還可以采用激光起爆器等,任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型專利所公開的范圍內,根據(jù)本實用新型專利的技術方案及其實用新型專利構思加以等同替換或改變,都屬于本實用新型專利的保護范圍。