一种可喷涂炸药涂层爆速测量系统及方法与流程

    专利查询2025-07-25  26


    本发明涉及爆速测量,特别是涉及一种可喷涂炸药涂层爆速测量系统及方法。


    背景技术:

    1、可喷涂类炸药具有广泛的应用前景,例如,光敏炸药(乙炔银-硝酸银)可用于x射线热-力学效应化爆模拟,经过特制的太安类喷涂炸药可用于驱动飞片实验等等。可喷涂类炸药的使用流程如下:通过将炸药通过特制的喷涂系统喷涂于结构表面并引爆,以实现对结构的加载,通过控制喷涂于结构表面的炸药面密度,即可调整对结构施加的脉冲载荷大小。目前,对于喷涂状态下的炸药爆速研究相对较少,现有的爆速测量工具主要针对炸药在密实状态下进行测量,喷涂状态下的炸药基本上都为多孔结构,尚未有针对喷涂状态下炸药爆速测量的装置,而掌握可喷涂类炸药的爆速对于炸药的实际应用具有重要意义。


    技术实现思路

    1、为了解决上述技术存在的问题,本发明通过将不同面密度的炸药喷涂于平板工装上,然后通过炸药起爆装置,从一端起爆炸药,炸药传爆过程中会通过在传爆路径上均布的压电探针,通过压电探针记录的起跳时刻及探针间距计算得到炸药涂层的爆速,此外还会通过高速摄像记录炸药起爆过程并同步计算其爆速,最后根据压电探针计算结果及高速摄像测量数据得到最终炸药的爆速,根据上述过程,通过对比不同面密度炸药涂层的起爆后的状态,可以判定炸药涂层稳定爆轰的面密度,也可以对比分析不同面密度下炸药爆速的变化规律,为后期开展可喷涂炸药实验研究提供技术支撑。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

    3、一种可喷涂炸药涂层爆速测量系统,包括:

    4、标定模块,由标定底板、压电探针、标定压板组成,在所述标定底板长度方向上均匀布设压电探针,在所述标定底板的长度方向上设有长度标尺,且利用标定压板将一定宽度的炸药涂层约束于标定底板表面;

    5、起爆模块,用于从标定底板一端引爆约束于所述标定底板表面的炸药涂层;

    6、记录模块,用于记录炸药爆炸过程中所述压电探针的波形,同时采集炸药爆炸过程中的传爆视频,利用所述压电探针的波形和所述传爆视频分别进行爆速计算分析。

    7、可选地,所述标定模块包括:

    8、标定单元,用于获取标定底板,在所述标定底板长度方向上均匀布设压电探针,且所述压电探针的敏感面与所述标定底板的表面平齐,在所述标定底板的长度方向上设有标尺;

    9、喷涂单元,用于将所述标定压板放置于所述标定底板表面,通过调节两个标定压板的距离来控制喷涂于标定底板的炸药涂层宽度,喷涂炸药,喷涂完成后取出所述标定压板,形成炸药涂层。

    10、可选地,所述起爆模块包括:镍铬丝、连接线以及直流电源;

    11、所述镍铬丝,用于设置于所述炸药涂层一端,引爆喷涂于所述标定底板表面的炸药;

    12、所述连接线,用于连接所述镍铬丝与所述直流电源;

    13、所述直流电源,用于产生电流加热所述镍铬丝。

    14、可选地,利用所述压电探针的波形进行爆速测量的方法为:

    15、

    16、其中,v探针为爆速测量结果,δl为探针之间的距离,n为第n个探针,tn为起爆到第n个探针的时刻,t1为触发时刻。

    17、可选地,利用所述传爆视频分别进行爆速测量的方法为:

    18、

    19、其中,v相机为爆速测量结果,ti为每i帧的时间,li为每i帧的时间对应标尺的位置,tj为每j帧的时间,lj为每j帧的时间对应标尺的位置。

    20、可选地,该系统还包括:

    21、对比分析模块,用于将利用所述压电探针的波形所获取的爆速测量结果与利用所述传爆视频所获取的爆速测量结果进行对比分析,若两者相差在预设相差阈值内,则可认定两者的爆速测量结果均有效,若两者在预设相差阈值外,则利用所述传爆视频分析传爆过程,若传爆过程稳定,则获取基于所述传爆视频所获取的爆速测量结果,若传爆过程有明显的变化,则重新喷涂炸药以及记录爆炸过程,直到利用所述压电探针的波形所获取的爆速测量结果与利用所述传爆视频所获取的爆速测量结果相差在预设相差阈值内或所述传爆视频的传爆过程稳定。

    22、可选地,该系统还包括:固定模块,用于固定所述标定底板。

    23、为实现上述目的,本发明提供了一种可喷涂炸药涂层爆速测量方法,包括:

    24、获取标定底板,在所述标定底板长度方向上均匀布设压电探针,在所述标定底板的长度方向上设有长度标尺,且利用标定压板将一定宽度的炸药涂层约束于标定底板表面,从标定底板一端引爆约束于所述标定底板表面的炸药;

    25、记录炸药爆炸过程中所述压电探针的波形,同时采集炸药爆炸过程中的传爆视频,利用所述压电探针的波形和所述传爆视频分别进行爆速计算分析。

    26、本发明的有益效果为:

    27、本发明利用了炸药静电感度、热感度相对较高的特点,采用简单可靠的起爆装置可实现炸药的单边稳定起爆,通过在传爆路径上均匀布设压电探针,通过压电探针的示波器压力信号到时即可换算出炸药传爆速度,此外,本发明还借助于高速相机实时记录传爆的过程,通过调试激光器和带有滤光片的高速相机,可是高速相机只接受特定波段的光,从而避免炸药传爆过程中产生的火光对测试干扰,记录传爆过程中爆轰产物产生的过程,通过分析不同帧爆轰产物的产生及对应时间即可换算出炸药的传爆速度,此外,还可以通过高速相机记录的传爆过程对压电探针所计算的爆速进行对比分析,进一步提升了实验数据的准确性。



    技术特征:

    1.一种可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,所述标定模块包括:

    3.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,所述起爆模块包括:镍铬丝、连接线以及直流电源;

    4.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,利用所述压电探针的波形进行爆速测量的方法为:

    5.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,利用所述传爆视频分别进行爆速测量的方法为:

    6.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,该系统还包括:

    7.根据权利要求1所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统,其特征在于,该系统还包括:固定模块,用于固定所述标定底板。

    8.应用于权利要求1-7任一项所述的可喷涂炸药涂层爆速测量系统的测量方法,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明涉及一种可喷涂炸药涂层爆速测量系统及方法,该方法包括:标定模块,用于在标定底板长度方向上均匀布设压电探针,在标定底板长度方向上设有标尺,用于观察压电探针的间距,炸药喷涂结束后取下标定压板可将一定宽度的炸药涂层约束于标定底板表面;起爆模块,用于从标定底板一端引爆喷涂于底板表面的炸药;记录模块,用于记录炸药爆炸过程中压电探针的波形,同时采集炸药爆炸过程中的传爆视频,利用压电探针的波形和传爆视频分别进行爆速的计算分析。本发明通过对比不同面密度炸药涂层的传爆速度,可以分析判定炸药涂层产生稳定爆轰的面密度,也可以对比分析不同面密度下炸药爆速的变化规律,为后期开展可喷涂炸药实验研究提供技术支撑。

    技术研发人员:徐畅,徐海斌,随亚光,仵可,董鹏举
    受保护的技术使用者:西北核技术研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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