CN102818670B - 爆炸场冲击波超压滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爆炸场冲击波超压滤波器，由盖板、管腔、螺旋杆、缓冲垫、传感器安装座、压力传感器构成，管腔一端与盖板联接，另一端与传感器安装座联接，传感器安装座内装有压阻型压力传感器，管腔内部装有螺旋杆。炸药在密闭环境爆炸，冲击波由盖板中的盲孔进入，穿过十字交叉贯穿孔，从凸台周围的缝隙进入到管腔内部螺旋杆的凹槽中，冲击波随螺旋形的凹槽传输得到衰减，最到传输到压力传感器敏感面。压力传感器受到压力作用后输出压力信号，经过前置适配器的放大，得到准静态压力曲线。
Description
技术领域
本发明属于炸药爆炸作用测试技术领域，具体涉及一种机械滤波器，特别是一种适用于爆炸场实时滤除瞬态冲击波超压峰值的机械滤波器。
背景技术
温压/云爆弹药在密闭环境爆炸，产生的冲击波压力-时间曲线是由两部分组成，起始部分是压力急剧上升的过程，形成陡峭的冲击波超压峰值，然后是压力曲线衰减后又缓慢上升，并稳定到某一较低压力值的准静态过程。要获取这一完整的压力—时间曲线，需要一种对高频、零频都响应的压力传感器，且满足高量程和低量程范围内测量误差都很小的要求。目前市场上还未见到这种性能的压力传感器。现有的高频响压力传感器能够准确的获取冲击波压力-时间曲线起始过程陡峭的冲击波超压曲线，但是由于高频响传感器的时间常数小，测量得到冲击波后一部分准稳态压力曲线不能保持，曲线很快就产生衰减现象，给测量带来大的误差，并且准稳态压力一般比较小，在满足高量程冲击波峰值的情况下，测量小于几十倍量程的低压力，将产生比较大的测量误差。而对零频响应的压力传感器，市场上主要是压阻型压力传感器，其频响范围较窄，一般不能满足冲击波起始阶段上升前沿很陡的冲击波超压测量，可满足后一阶段准静态压力测量要求，但是由于准稳态压力通常很小，选取的压阻型压力传感器的量程的范围也要小，而冲击波起始阶段超压峰值很高，压阻型压力传感器将被陡峭冲击波损坏；如果选用大量程传感器，将产生大的测量误差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种爆炸场冲击波超压滤波器，能够滤掉冲击波压力的高频分量，使低频和零频的冲击波压力传输到压阻型压力传感器的敏感面，实现在密闭环境下准确测量爆炸冲击波准静态压力曲线的功能。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种爆炸场冲击波超压滤波器，由盖板、管腔、螺旋杆、缓冲垫、传感器安装座和压阻型压力传感器组成；其中：
所述的管腔为带有两个中心台阶孔的圆筒体，小台阶孔一端的端部设有内螺纹，用于与盖板上的外螺纹相配合，小台阶孔外径靠近端部位置设有外螺纹；大台阶孔一端的内孔靠近端部设有内螺纹，用于与传感器安装座上的外螺纹相配合，大台阶孔外径靠近端部是六方体；
所述的螺旋杆是圆柱体，装配到管腔的小台阶内孔中；
所述的缓冲垫定位在管腔的大台阶孔的台阶面上；
所述的传感器安装座为一端带有六方的管状体，另一端的外径为外螺纹，用于与管腔的第一台阶面外径上的内螺纹相配合，内部的中心孔安装有压力传感器。
所述的盖板是带有凸台的圆柱体，圆柱体中心有一盲孔，凸台外径根部有与管腔配合的外螺纹，顶部外圆上有十字交叉的贯穿孔，该贯穿孔与圆柱体中心的盲孔相联通。
所述的螺旋杆外径上有螺旋上升的凹槽，螺旋角为30°，凹槽的宽度为2mm，深度为0.4mm。
本发明的爆炸场冲击波超压滤波器，在爆炸冲击波通过滤波器的过程中冲击波超压的高频分量被滤掉，将低频和零频压力保留并传输到压阻型压力传感器的敏感面，由压力传感器精确测量到密闭环境的准静态压力曲线。有益效果体现在以下几个方面。
（1）在内爆炸环境采用爆炸场冲击波超压滤波器与压力传感器配合的方法，实现了内爆炸环境下准静态压力准确测量的要求；
（2）管腔中的螺旋杆，采用螺旋上升型的冲击波穿行结构，实现了增长冲击波传输距离，减短了本发明的长度，节省安装空间，方便本发明安装。
附图说明
图1是本发明的爆炸场冲击波超压滤波器剖面示意图。
图2是图1所示盖板示意图。
图3是图1所示螺旋杆示意图。
图4是冲击波超压曲线测试曲线。
图5是爆炸罐体内准静态压力测试曲线。
下面结合附图及优选的实施例对本发明作进一步的详述。
具体实施方式
如图1所示，本实施例给出一种爆炸场冲击波超压滤波器，由盖板1、管腔2、螺旋杆3、缓冲垫4、传感器安装座5、压阻型压力传感器6组成。其中：
管腔2为带有两个中心台阶孔的圆筒体，小台阶孔一端的端部设有内螺纹，用于与盖板1上的外螺纹相配合，小台阶孔外径靠近端部位置设有外螺纹；大台阶孔一端的内孔靠近端部设有内螺纹，用于与传感器安装座5上的外螺纹相配合，大台阶孔外径靠近端部是六方体；
螺旋杆3是圆柱体，装配到管腔2的小台阶内孔中；
缓冲垫4定位在管腔2的大台阶孔的台阶面上；
传感器安装座5为一端带有六方的管状体，另一端的外径为外螺纹，用于与管腔的第一台阶面外径上的内螺纹相配合，内部的中心孔安装有压力传感器6。该传感器安装座5随压力传感器6结构的不同而配做。
如图2所示,盖板1是带有凸台1-2的圆柱体，圆柱体中心有一盲孔1-1，凸台1-2外径根部有与管腔2相配合的螺纹，顶部外圆上有十字交叉的贯穿孔1-3，与圆柱体中心的盲孔1-1联通。
如图3所示，螺旋杆3外径上有螺旋上升的凹槽3-1，螺旋角为30°，凹槽宽度为2mm，深度为0.4mm。
本发明的爆炸场冲击波超压滤波器，其工作原理如下：
爆炸冲击波通过盖板1中的盲孔1-1进入，通过十字交叉贯穿孔1-3，从凸台1-2周围的缝隙进入到管腔2内部螺旋杆3的凹槽中，冲击波随螺旋形凹槽3-1传播得到衰减，最到传播到压力传感器6敏感面。压力传感器6受到压力作用后输出压力信号，经过前置适配器的放大，得到准静态压力曲线。
申请人采用本发明的爆炸场冲击波超压滤波器与压阻型压力传感器组成的测试组件，在26立方的爆炸罐进行某温压炸药爆炸试验测试冲击波压力曲线，试验炸药重量2kg。冲击波起始阶段选用PCB公司的M113压阻型压力传感器测量，准静态压力采用昆山双桥传感器测控公司的CYG508型压力传感器测量。图4是M113型压力传感器测量的冲击波超压曲线,测量得到的冲击波超压峰值为13.52MPa,图5是采用本发明和CYG508型压力传感器组件测试的准静态压力测试曲线,曲线上没有图4所示的高频冲击波超压曲线，测量得到的罐体内准静态压力为0.30MPa。
Claims (2)
1.一种爆炸场冲击波超压滤波器，其特征在于，由盖板（1）、管腔（2）、螺旋杆（3）、缓冲垫（4）、传感器安装座（5）和压力传感器（6）组成；其中：
所述的盖板（1）是带有凸台（1-2）的圆柱体，圆柱体中心有一盲孔（1-1），凸台（1-2）外径根部有与管腔（2）配合的外螺纹，顶部外圆上有十字交叉的贯穿孔（1-3），该贯穿孔（1-3）与圆柱体中心的盲孔（1-1）相联通；
所述的管腔（2）为带有两个中心台阶孔的圆筒体，小台阶孔一端的端部设有内螺纹，用于与盖板（1）上的外螺纹相配合，小台阶孔外径靠近端部位置设有外螺纹；大台阶孔一端的内孔靠近端部设有内螺纹，用于与传感器安装座（5）上的外螺纹相配合，大台阶孔外径靠近端部是六方体；
所述的螺旋杆（3）是圆柱体，装配到管腔（2）的小台阶内孔中；
所述的缓冲垫（4）定位在管腔（2）的大台阶孔的台阶面上；
所述的传感器安装座（5）为一端带有六方的管状体，另一端的外径为外螺纹，用于与管腔的第一台阶面外径上的内螺纹相配合，内部的中心孔安装有压力传感器（6）。
2.如权利要求1所述的爆炸场冲击波超压滤波器，其特征在于，所述的螺旋杆（3）外径上有螺旋上升的凹槽（3-1），螺旋角为30°，凹槽（3-1）的宽度为2mm，深度为0.4mm。
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