CN101738488B - 炸药驱动飞片平面冲击回收装置 - Google Patents

Abstract

一种炸药驱动飞片平面冲击回收装置，包括炸药驱动的飞片(3)和受飞片(3)平面冲击其顶部的带样品腔(9)的回收容器(10)，其特征在于在回收容器(10)顶部表面上设置有测速板(5)，回收容器(10)顶部表面与测速板(5)之间设置有第二传感器(7)，在测速板(5)顶部表面上设置有第一传感器(6)。测速板(5)顶部设置有盖板(4)，第一传感器(6)位于盖板(4)与测速板(5)之间，盖板(4)、测速板(5)及回收容器(10)可采用同一种材料。该装置不仅可以准确测量飞片磁撞时的即时速度，还同时可以监测飞片碰撞时的姿态。

Description

炸药驱动飞片平面冲击回收装置

技术领域

本发明涉及主要用于材料改性、制备等工艺的炸药驱动飞片平面冲击回收装置。

背景技术

材料在高压下会表现出与常态不同的物理化学性质，如结构、电学性质、磁学性质、材料活性等都可能随着压力的改变而变化，在高温、高压条件下可以获得许多在常温常压下无法获得的具有独特性质的材料，因而高温高压下材料特性的研究一直受到关注，目前高温高压技术已经广泛应用于材料改性、制备等工艺中。利用高温、高压进行材料改性和制备技术中，炸药驱动飞片平面冲击回收技术是尤其重要的一种方法，该方法可达到较高的温度、压力状态(数十～百万大气压、数千k)，并且具有回收样品量较多、结构简单、价格低廉等特点。

平面冲击回收技术中，飞片速度是重要的参数，冲击压力、温度的计算均需要飞片碰撞速度的准确值。但是，目前炸药驱动飞片平面冲击回收装置的飞片速度基本上是根据驱动炸药的爆轰参数来进行估算，精度有限，在飞片厚度1mm左右时估算值比较准确，但是随着飞片厚度的增加误差会变大甚至不能使用。在回收实验中为了保证回收成功，样品腔碰撞面壁厚总是希望大一些，以保证有足够的强度回收样品，然而碰撞面壁厚增加而飞片厚度不够的话，飞片碰撞样品腔时，飞片后表面反射的稀疏波会在冲击波到达样品之前或当冲击波还在样品中传播时赶上冲击波，使得冲击波强度迅速下降，样品达不到所需要的高温高压状态，使得冲击回收实验失败。这样就存在一个矛盾：采用薄飞片时，速度估算可用，但回收实验易失败；加厚飞片则速度估算误差大，无法准确了解样品的压力、温度，特别是有些回收实验希望样品压力持续时间长一些，必须采用厚一些的飞片。另外样品压力、温度也是实验研究中必不可少的参数，这些参数都有赖于飞片速度的准确数值。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可得到飞片即时碰撞速度的准确数值的炸药驱动飞片平面冲击回收装置。

本实用新型的基本思路是：在现有炸药驱动飞片平面冲击回收装置中引入带测速板的测速系统，以准确测量测速板中的冲击波速度，由此反推出飞片速度，进而获得样品中的压力、温度等状态参数。

本发明的具体技术方案是：一种炸药驱动飞片平面冲击回收装置，包括炸药驱动的飞片和受飞片平面冲击其顶部的带样品腔的回收容器，其特征在于在回收容器顶部表面上设置有测速板，回收容器顶部表面与测速板之间设置有第二传感器，在测速板顶部表面上设置有第一传感器。

进一步方案是：在测速板顶部设置有盖板，第一传感器位于盖板与测速板之间。

进一步方案是：盖板、测速板及回收容器可以采用同一种材料。

本装置在回收容器的飞片碰撞面上增加了测速板和传感器，炸药驱动飞片撞击到盖板产生冲击波，冲击波传播到测速板上表面时，布置于测速板上表面的第一传感器触发给出一个信号，由另设的记录系统记录，冲击波传播到测速板下表面时，布置于测速板下表面的第二传感器触发，给出另外一个信号，由另设的记录系统记录。测速板厚度在装配之前经过精确测量，第一传感器和第二传感器的触发时间差可由记录系统精确给出，这样冲击波在测速板中的速度D即可直接计算得到：

$D=\frac{H}{\mathrm{\Δt}},$ H为测速板厚度，Δt为第一传感器和第二传感器的触发时间差。

有了测速板中的冲击波速度，再结合测速板材料、飞片材料、盖板材料的高压物性参数，即可根据阻抗匹配计算方法准确得到飞片撞击盖板时的即时速度，并进一步得到样品中的压力、温度状态参数。为了方便起见，盖板、飞片、测速板及回收腔体可采用同一种材料，这样测得的冲击波速度就是回收容器碰撞面中的冲击波速度，并且飞片撞击盖板的即时速度等同于飞片直接撞击回收容器的速度。

盖板是为了防止飞片前部空气中的脱体波(速度高于飞片，会先于飞片到达回收容器)提前触发第一传感器。第一传感器和第二传感器可采用金属箔或压电、压阻等材料制作，连同封装其厚度可以做到不超过30微米，将其装配到装置中不会对冲击波的传播产生明显影响。如果在装置中同一测试面上布置多个传感器测量，不仅可以提高测速精度还同时可以监测飞片碰撞时的姿态。

本发明的优点是：

1、可以精确测量飞片撞击盖板时的即时速度，为准确估算样品中的压力、温度状态提供可靠数据，而不是以往那样靠炸药及飞片的相关物性参数进行估算，估算的误差较大，而且每次炸药的起爆状态会有所不同，但飞片的速度估算只能按理想起爆条件进行，估算速度值可能会与实际情况相差甚远。

2、由于可以精确测量飞片即时碰撞速度，实验中可以采用较厚的飞片，样品装填厚度可以增加，可以提高实验样品量，同时厚飞片产生的压力持续时间也较长。

3、由于对飞片即时碰撞速度可以精确测量同时监测飞片碰撞姿态，由此在装置总体设计中具有更大的灵活性。

附图说明

图1为本发明的实施例的结构示意图；

附图标记说明：

1、雷管，2、炸药，3、飞片，4、盖板，5、测速板，6、第一传感器，7、第二传感器，8、测试信号线，9、样品腔，10、回收容器。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步的描述：

如图1，一种炸药驱动飞片平面冲击回收装置，包括炸药驱动的飞片3和受飞片3平面冲击其顶部的带样品腔9的回收容器10，其特征在于回收容器10顶部表面上设置有测速板5，回收容器10顶部表面与测速板5之间设置有第二传感器7，在测速板5顶部设置有盖板4，盖板4与测速板5之间设置有第一传感器6。盖板4、测速板5及回收回收容器10可采用同一种材料或不同材料。

第一传感器6和第二传感器7的触发时间差可由另设的记录系统精确给出，这样冲击波在测速板5中的速度D即可直接计算得到。

有了测速板5中的冲击波速度，再结合测速板材料、飞片材料、盖板材料的高压物性参数，即可根据阻抗匹配计算方法准确得到飞片撞击盖板4时的即时速度。

Claims (3)

1.一种炸药驱动飞片平面冲击回收装置，包括炸药驱动的飞片(3)和受飞片(3)平面冲击其顶部的带样品腔(9)的回收容器(10)，其特征在于在回收容器(10)顶部表面上设置有测速板(5)，测速板(5)顶部设置有盖板(4)，回收容器(10)顶部表面与测速板(5)之间设置有第二传感器(7)，在测速板(5)顶部表面上设置有第一传感器(6)。

2.根据权利要求1所述的炸药驱动飞片平面冲击回收装置，其特征在于：第一传感器(6)位于盖板(4)与测速板(5)之间。

3.根据权利要求1或2所述的炸药驱动飞片平面冲击回收装置，其特征在于盖板(4)、测速板(5)及回收容器(10)采用同一种材料。

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