管式近距离冲击波测试器

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1.本发明涉及爆破测试领域，具体是一种管式近距离冲击波测试器，可用于各种工程施工、爆破试验的现场进行数据测试。


背景技术：

2.当今国际环境复杂，地区冲突日益显著，面对日益复杂的周边问题，要在国际上有话语权，国防军事力量是发展的重中之重。在军事上对于弹药对目标物的毁伤能力是衡量军事水平的重要指标。通常弹药对目标物的毁伤做功分为破片效应和冲击波毁伤。因此对于弹药产生的冲击波进行测定对于衡量弹药威力、为弹药设计提供参考显得尤为重要。
3.对于国内爆破施工项目，随着科技水平的提高、国内爆破作业的环境日趋复杂、国家对于爆破安全的重视，对于爆破项目的要求从“能爆”到“精准爆破”的变化。在满足作业的目的的同时更要兼顾对环境和周边建筑的影响，因此对当量炸药爆炸产生的冲击波进行测试是爆破施工不可或缺的环节。
4.测试爆炸冲击波的主要方法有：等效靶法、电测法、理论计算法等，等效靶法可以在一定程度上反应冲击波对相对应距离建筑物的毁伤作用，但是不能准确的反应爆炸场参数。理论计算法只能对于传统单一的爆炸物进行计算，难以将复杂结构的弹药、药包、复杂的作业环境带来的干扰因素进行计算分析，具有会很大的局限性。电测法是根据传感器等元部件构成的电测系统对爆破场压力数据进行记录和储存。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种新型管式近距离冲击波测试器，用于测量爆破场近区的冲击波。为实现上述目的，本装置包括管式接收器、压力传感器、信息处理器、装置储存器、电源等装置，可以即时的对爆破场参数进行测量和储存。
6.进一步地，整个装置由金属外壳包裹，为装置提供较高的强度保护内部零部件所受爆炸冲击波和爆破产生的飞石碎片的毁坏。
7.进一步地，管式接收器为管径100mm的细长管，作为刚性介质，对进入管中的冲击波具有良好的传导效果。
8.进一步地，在外壳和管式接收器中间填充了复合缓震材料，缓震材料为一种多孔结构的金属和柔性材料组成，多孔金属材料具有良好的吸收冲击波和承受应变的能力，孔间柔性材料可以对吸收冲击波。金属外壳和夹层复合材料填充物质可以良好的过滤爆炸产生的侧向冲击波、飞石弹道波、撞击冲击波等杂波对传感器影响，提高数据准确性。
9.进一步地，在缓震材料与压力传感器盖板间多加一层金属隔板用于反射冲击波。
10.进一步地，压力传感器表面附有一层绝热膜片，避免冲击波作用使介质温度突增对仪器测量的结果。同时优选采用高阻电荷输出，确保热冲击对数据记录的影响。
11.进一步地，压力传感器模块底部两侧与整个装置外壳的通过螺栓结构相连接，底部与支撑梁相连接，提升压力传感器模块的整体稳定性。
12.进一步地，压力传感器、信号处理器、信息储存器和电池模块通过支撑梁相连接，确保内部结构整体稳定。
13.进一步地，信息处理器和信息储存器附加模块外壳进行包裹，避免可能受到的冲击波和电磁干扰对数据测量记的影响。
14.进一步地，电池模块采用高聚合锂电池确保装置使用过程各个模块电压稳定。
15.进一步地，本仪器采用双开关设计，(9)仪器开关和(10)数据记录按钮。当仪器开关打开时可以对装置进行检测，试触，确定装置可以使用。此时的仪器不会对数据进行储存。
16.经上述对的描述可知新型管式近距离冲击波测试器，本发明提供了一种更加便捷、稳定适用于更复杂作业环境的冲击波测试装置。符合目前国际形势和国内工程科研需要的要求，为爆炸场近距离参数记录提供可行性，装置小巧、使用简单，具有良好的应用前景。
附图说明：
17.图1是新型管式近距离冲击波测试器正向剖视图。
18.图2是新型管式近距离冲击波测试器正视图。
19.图3是新型管式近距离冲击波测试器仰视图。
20.图4是新型管式近距离冲击波测试器压力传感器放大图。
21.图5是新型管式近距离冲击波测试器各部件连接结构放大图。
22.图6是新型管式近距离冲击波测试器开关部件放大图。
23.图中：1-复合缓震材料、2-压力传感器、3-支撑梁、4-信号处理器、5-信息储存器、6-电源装置、7-起始按钮、8-装置底座、9-开关、10-连接螺栓、11-金属外壳、12-管式接收器
具体实施方式：
24.特此说明以下特定的实施方式是为了解释说明本新型管式近距离冲击波测试器的优势及功能，在下例中尽可能详尽的说明使用方法。下方所描述的实施方法应当为本发明的其中部分实例而非全部实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
25.实施例1：
26.遵从上述技术要求，本实施案例给定一种安全型聚能打孔器如图1至图6所示，具体包括：1-复合缓震材料、2-压力传感器、3-支撑梁、4-信号处理器、5-信息储存器、6-电源装置、7-起始按钮、8-装置底座、9-开关、10-连接螺栓、11-金属外壳、12-管式接收器。
27.整个装置呈圆柱形，由金属外壳包裹，外壳对装置内部构件进行保护。
28.压力传感器模块用于对爆炸冲击波进行感应，将压缩波信号转变为电荷信号输出。
29.信号处理器模块用于对传感器输入的电荷信号进行分析、过滤，将电荷信号转变为数字信息输出。
30.信息储存器用于将最终得到的数字信息进行记录和保存，便于各种形式的读取。
31.电源模块用于确保仪器工作时各个部件电压稳定。
32.在实际测量作业中，应当先对所需位置冲击波参数进行确定，在相应的位置对冲击波测试器进行固定。
33.确定爆破网路连接正确，设立警戒区。打开测试器开关，连接数据线，对用手轻轻拍打管式冲击波接收器对仪器进行试触发，确认仪器正常。
34.打开数据记录按钮，所有人员退到安全区域内，连接起爆器，完成起爆。
35.爆炸产生径向冲击波传入管式接收器，压力传感器对于传入的压缩波进行接收转变为电荷信号传入信号处理器，经过处理器处理后的信号导入信息储存器内进行储存，至设定时间冲击波信号结束，记录完成。
36.爆破作业结束后，通过连线或者取出储存器对于记录的冲击波参数进行分析使用。


技术特征：
1.一种新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：由(1)复合缓震材料、(2)压力传感器、(3)支撑梁、(4)信号处理器、(5)信息储存器、(6)电源装置、(7)起始按钮、(8)装置底座、(9)开关、(10)连接螺栓、(11)金属外壳、(12)管式接收器等部件组成。整个装置呈圆柱形，上端由外壳包裹，由上往下依次分别为管式接收器、压力传感器、信号处理器、储存器、电源装置。2.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：采用一定强度和耐热材料的外壳对仪器进行保护，避免内部电路受到爆炸产生的电磁干扰，提高产品使用寿命，为近爆破场冲击波采样分析提供保障。3.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：管式接收器为一定长度，具有良好反射能力的材料制成。可以保护爆炸飞射出的破片产生的弹道波等杂波对冲击波检测的影响。4.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：采用icp压电传感器，具有输出抵抗低，传输信号不易损坏等特点。传感器前段覆有绝热膜片，避免冲击波热效应对传感器的影响。5.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：信息储存器由电信号处理器、a/d转换模块和数字信息储存模块组成。电压信号先经过处理器进行电荷变换、放大等处理以提高信号信噪比。数字储存模块会将处理好的数字信息进行储存，在需要时取出或者连线对数据进行读取、分析。6.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：电源装置设计中采用聚合物锂电池，保证使用时各部件的电压稳定。7.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：外置开关和记录起始键以便于精准的开始读取数据，缩小记录区间，避免误操作造成的杂波、记录失败等因素的测试的干扰。8.如权利要求1所述的新型管式近距离冲击波测试器，其特征在于：本装置具有操作简单、造价低、信息不易损坏等优点。

技术总结
本发明的目的是一种管式近距离冲击波测试器，可用于各种工程施工、爆破试验的现场进行数据测试，为研究弹药冲击波毁伤能力，各类工程爆破安全评估的可行性分析提供准确的冲击波参数。具体包括(1)复合缓震材料、(2)压力传感器、(3)支撑梁、(4)信号处理器、(5)信息储存器、(6)电源装置、(7)起始按钮、(8)装置底座、(9)开关、(10)连接螺栓、(11)金属外壳、(12)管式接收器。整个装置由金属外壳包裹，内置缓震材料对杂波、侧向波、电磁波等干扰因素具有较强的抵抗能力，通过电测法对爆破场内部的冲击波参数进行测量、储存。储存。储存。


技术研发人员：王杰春 赵孟乔 王猛 陈刚 朱宇
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/6/28