置206、探入被测样品内部的温度传感器210，以及接收温度传感器210的信号并控制冷却装置206以预定冷却速率将被测样品208冷却至目标温度的低温控制器207。根据实验需要，本装置还可以设置其它测试器件，如压力传感器209，压力传感器209可以使用应变片压力传感器，嵌入在被测样品内，根据需要选择传感器数量和铺设方式，测定实验过程中压力变化。压力传感器连接到压力监测系统上(图中未示出)。
[0035]上述装置使用的隔热层选用有机高分子材料，例如聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，衰减层选用金属材料，例如铝、铜等，但不局限于这些材料，只要已知冲击波在材料中的衰减关系，并选择合适的材料厚度使冲击压力衰减到预定的压力即可
[0036]下面结合两个具体的实施例，来说明利用上述装置进行实验的方法。
[0037]实施例1
[0038]本次实验需要测定B炸药在3?4GPa压力加载下的冲击起爆性能。
[0039]根据实验目的，首先选择爆压较低(约20GPa)的TNT炸药作为传爆药。然后确定隔热层和衰减层的材料和厚度，隔热层是1mm厚的聚四氟乙稀板层，衰减层是18mm厚的金属铝板层。冲击波经隔热层和衰减层衰减后作用于被测样品的压力为3?4GPa。
[0040]按照图2所示的结构装配好实验装置。[0041 ]在低温控制系统中设定目标温度为-150C，冷却速率为3 °C/min，然后启动冷却装置对B炸药样品进行降温，冷却装置可以是氟利昂冷凝器。冷却装置直接对B炸药样品进行降温，隔热层将B炸药样品和TNT炸药的环境隔开，冷却装置只会降低B炸药样品的温度，而不会将化爆冲击加载系统(TNT炸药、雷管、平面波透镜)所处的环境温度一起降低。降温过程中，温度传感器会实时反馈B炸药样品内部的温度，操作人员可以通过观察低温控制系统中的温度信息获得B炸药样品的温度情况。由于冷却装置需要降温的环境空间很小，很快即可将B炸药样品的温度降低到-15°C，且B炸药样品的内外温差消除快，因此当低温控制系统显示B炸药样品的温度达到_15°C时，只需在该温度下稳定1min(稳定是指波动范围不超过± TC)，则可以确定B炸药样品内外温度都已经达到-15°C，此时再引爆雷管进行冲击起爆实验，利用压力传感器和示波器等装置记录起爆过程中的压力参数并生成分析数据，即可测得B炸药在-15 °C低温、3?4GPa低压加载条件下的冲击起爆性能。
[0042]实施例2
[0043]本本次实验需要测定TATB炸药在15?16GPa压力加载下的冲击起爆性能。
[0044]根据实验目的，首先选择爆压较高(约为36GPa)的PBX9404炸药作为传爆药。然后确定隔热层和衰减层的材料和厚度，隔热层是1mm厚的聚四氟乙稀板层，衰减层是22mm厚的金属铝板层。冲击波经隔热层和衰减层衰减后作用于被测样品的压力为15?16GPa。
[0045]按照图2所示的结构装配好实验装置。
[0046]在低温控制系统中设定目标温度为O0C，冷却速率为2°C/min，然后启动冷却装置对TATB炸药样品进行降温，冷却装置可以是风冷冷凝器。冷却装置直接对TATB炸药样品进行降温，隔热层将TATB炸药样品和PBX9404炸药的环境隔开，冷却装置只会降低TATB炸药样品的温度，而不会将化爆冲击加载系统(PBX9404炸药、雷管、平面波透镜)所处的环境温度一起降低。降温过程中，温度传感器会实时反馈TATB炸药样品内部的温度，操作人员可以通过观察低温控制系统中的温度信息获得TATB炸药样品的温度情况。由于冷却装置需要降温的环境空间很小，很快即可将TATB炸药样品的温度降低到(TC，且TATB炸药样品的内外温差消除快，因此当低温控制系统显示TATB炸药样品的温度达到(TC时，只需在该温度下稳定1min (稳定是指波动范围不超过± 1°C )，则可以确定TATB炸药样品内外温度都已经达到O°C，此时再引爆雷管进行冲击起爆实验，利用压力传感器和示波器等装置记录起爆过程中的压力参数并生成分析数据，即可测得TATB炸药在(TC低温、15?16GPa高压加载条件下的冲击起爆性能。
[0047]尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种化爆加载低温冲击起爆实验装置，包括化爆冲击加载系统(201，202，203)，隔板(204，205)，被测样品(208)和底座(211)，所述化爆冲击加载系统置于隔板上，被测样品置于隔板和底座之间，其特征在于还包括低温控制系统(206,207，210)，所述低温控制系统包括围绕在被测样品四周并与隔板和底座形成密闭空间的冷却装置(206)、探入被测样品内部的温度传感器(210)，以及接收温度传感器的信号并控制冷却装置以预定冷却速率将被测样品冷却至目标温度的低温控制器(207);所述隔板包括隔热层(204)和衰减层(205)上下两层。2.根据权利要求1所述的化爆加载低温冲击起爆实验装置，其特征在于所述化爆冲击加载系统包括平面波透镜(202)、放置在平面波透镜上的雷管(201)和设置在平面波透镜下方的传爆药(203)，所述传爆药(203)位于隔热层(204)上。3.根据权利要求1所述的化爆加载低温冲击起爆实验装置，其特征在于所述隔热层由有机尚分子材料制成。4.根据权利要求1所述的化爆加载低温冲击起爆实验装置，其特征在于所述衰减层由金属材料制成。5.根据权利要求1所述的化爆加载低温冲击起爆实验装置，其特征在于所述被测样品(208)内置压力传感器(209)，所述压力传感器连接到压力监测系统上。6.根据权利要求5所述的化爆加载低温冲击起爆实验装置，其特征在于所述压力传感器为应变片压力传感器。7.采用权利要求1?6任意一项所述的装置进行化爆加载低温冲击起爆实验的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1:根据实验所需的初始冲击加载压力选择爆压合适的传爆药； 步骤2:根据冲击波在隔热层及衰减层中的衰减关系确定隔热层和衰减层的厚度； 步骤3:装配化爆加载低温冲击起爆实验装置； 步骤4:通过低温控制系统设定实验所需的目标温度以及温度冷却速率，然后启动冷却装置对被测样品进行降温； 步骤5:观察低温控制系统中温度传感器的反馈信息，当被测样品的温度达到目标温度且温度稳定时，引爆雷管进行冲击起爆实验。8.根据权利要求7所述的化爆加载低温冲击起爆实验的方法，其特征在于步骤5所述温度稳定是指被测样品在所述目标温度土 I°C范围内的保持时间之lOmin。
【专利摘要】本发明公开了一种化爆加载低温冲击起爆实验装置及方法，该装置包括化爆冲击加载系统，隔板，被测样品、底座和低温控制系统，低温控制系统包括冷却装置、温度传感器和低温控制器；隔板包括隔热层和衰减层上下两层。所述方法是先确定传爆药，根据冲击波在材料中的衰减关系选择隔热层和衰减层，确定各层厚度，装配好实验装置，然后设定目标温度及冷却速率，待温度达到目标温度并且稳定时，引爆雷管，记录样品爆炸过程中的各种性能参数。本发明的装置直接对被测样品进行冷却，速度快、效率高、冷却均匀，传感器置入被测样品内部，温度反馈及时、精度高，隔板由隔热层和衰减层组成，冲击加载控制不会受到低温的影响。
【IPC分类】G01N25/54
【公开号】CN105628737
【申请号】CN201510961120
【发明人】谭凯元, 文尚刚, 韩勇, 卢校军, 贾路川, 叶辉, 刘清杰
【申请人】中国工程物理研究院化工材料研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月21日