CN109459177B - 一种冲击波压力范围测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲击波压力范围测量装置，用于爆炸场中冲击波某一压力范围测量，属于冲击波压力测试。本装置主要包括安装基座(1)，膜片安装槽(2)，压条(3)，螺栓安装孔(4)，压紧螺栓(5)，亚克力矩形膜片(6)。本发明依据亚克力矩形膜片受到冲击波作用后的断裂状态反映冲击波压力作用范围。本发明测量冲击波压力范围的装置结构简单，使用时将测量装置固定于爆炸场地，不影响其它爆炸参数的测试；成本较低，操作方便，可大量布设使用。

Description

一种冲击波压力范围测量装置

技术领域

本发明涉及一种冲击波压力范围测量装置，属于冲击波压力测试领域，主要用于爆炸冲击波某一压力范围测量。

背景技术

当前对于某些高价值弹药爆炸试验或动爆毁伤试验，经常关注爆炸场中某一距离处或某一区域爆炸冲击波压力是否达到预期值或范围值，这些值代表着对某些目标破坏的临界破坏范围，可据其对目标毁伤效果进行评价。目前对于爆炸冲击波压力测试常用压力传感器与数据采集仪器组成的电测系统，电测系统的优点在于能够获取完整压力波形，但存在以下不足：(1)测试传感器容易受到电磁干扰，且测试线缆在爆炸环境中极易损坏，造成数据丢失；(2)电测系统受成本和工作量限制，难以大量布设；(3)电测系统需设定好触发条件，若测试系统未能触发也容易造成数据丢失。

鉴于电测法的缺点，可采用一种冲击波范围测量装置作为获取冲击波参数的一种手段，它利用的是亚克力矩形膜片在冲击波作用下快速断裂实现冲击波测试。该装置将不同大小尺寸的矩形亚克力膜片设定为两端固支状态，亚克力材料为刚塑性、脆性材料，延伸率较小，膜片在受爆炸冲击波作用瞬间造成断裂。可根据不同尺寸的亚克力矩形膜片在不同强度爆炸冲击波压力作用下断裂值的不同，获取冲击波作用范围。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明提供一种冲击波压力范围测量装置，用于爆炸场冲击波某一压力范围测量。

为了实现上述目标，本发明提供的一种冲击波压力范围测量装置由安装基座、膜片安装槽、压条、螺栓安装孔、压紧螺栓、亚克力矩形膜片组成。所述安装基座为方形结构，上表面预留6个不同尺寸的膜片安装槽，用于安装矩形亚克力膜片；所述压条材质为碳素钢，压条上分布有2个螺栓安装孔，与安装基座上膜片安装槽两端螺栓安装孔位置相对应，用于将亚克力矩形膜片压紧使其处于固支状态；所述亚克力矩形膜片材质为亚克力材料(PMMA)，包括6个不同尺寸亚克力矩形膜片，使用时贴合于安装基座上端面，据其断裂状态判断冲击波压力范围。

本发明中，所述安装基座由具有一定强度的金属材料制作，不易受爆炸冲击波损坏，可以重复使用。

本发明中，所述亚克力矩形膜片材质为亚克力材料，膜片大小尺寸可调，发生断裂阈值不同。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

(1)本发明所述测量装置安装简便，成本较低，适合大量布设使用；

(2)本发明所述亚克力矩形膜片断裂状态只与压力值大小有关，可快速判读测量区域内的冲击波压力范围；

(3)本发明所述测量装置不易受爆炸场温度、电磁干扰等影响，且不影响其它爆炸参数的测试。

附图说明

图1是依据本发明的一种冲击波压力范围测量装置结构示意图正视图，图中1-安装基座，2-膜片安装槽，3-压条，4-螺栓安装孔，5-压紧螺栓，6-亚克力矩形膜片。

图2是依据本发明的一种冲击波压力范围测量装置结构示意图俯视图。

图3是依据本发明的一种冲击波压力范围测量装置中的亚克力膜片结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明详细说明，但实施例不是对本发明的限定。

实施例1：

遵从上述技术方案，本发明优选的的实施方案如图1所示，安装基座1尺寸为270mm×270mm×72mm，上表面厚度为12mm，侧壁厚度为8mm；膜片安装槽2托台尺寸为20mm×10mm×0.8mm；压条尺寸3为40mm×10mm×5mm；螺栓安装孔4孔径为Φ5.5mm，压紧螺栓5为M5螺钉；亚克力矩形膜片6尺寸分别为220mm×20mm×1mm；190mm×20mm×1mm；160mm×20mm×1mm；130mm×20mm×1mm；100mm×20mm×1mm；70mm×20mm×1mm。

选取2kg球形TNT炸药进行静爆试验，将装药悬挂于高1.2m弹架上，将上述测量装置安装于距装药地面投影距离为2.5m、3m、4m、5m、6m位置处，测量爆炸冲击波在安装位置的压力范围，并在相同距离处安装压力传感器进行对比。

将不同尺寸亚克力矩形膜片6对应安装于膜片安装槽2，再将压条3贴合在亚克力矩形膜片6上，然后将压紧螺栓5通过压条3安装孔与螺栓安装孔4连接，并压紧亚克力矩形膜片6，组成所述可用于测量冲击波压力范围的测量装置。将装置固定于冲击波压力待测位置地表，并使其上表面与地表平齐，四周用粘土夯实。

将球形TNT引爆后，依次观测并记录6个亚克力矩形膜片的断裂程度，设亚克力矩形膜片的长度L排序为：L₁>L₂>L₃>L₄>L₅>L₆，经过标定的断裂阈值p为p₁<p₂<p₃<p₄<p₅<p₆。若亚克力矩形膜片全部发生断裂，则判定冲击波压力p≥p₆；若亚克力矩形膜片全部不发生断裂，则判定冲击波压力p＜p₁；若膜片长度值在L≥L_i(1≤i＜6)均断裂，而在L≤L_i+1(1≤i≤6)时不发生断裂，则冲击波压力范围为p_i～p_i+1。

将测量装置放置于不同位置，记录6个膜片对应的断裂状态，结果见表1：

表1冲击波压力作用下膜片状态

实施例2：

为获取某次动爆试验中某靶标附近的冲击波压力范围，使用了本发明冲击波压力范围测量装置，其整体构成和具体结构同实施例1。试验所用弹药装填了TNT炸药，装药量为90kg。

将亚克力矩形膜片6对应安装于冲击波范围测量装置膜片安装槽2，再将压条3贴合在亚克力矩形膜片6上，然后将压紧螺栓5通过压条3安装孔与螺栓安装孔4连接，并压紧亚克力矩形膜片6，组成了本次试验中所用冲击波压力范围测量装置。分别在靶标0°、90°、180°、270°方向上距靶标水平距离为8m、10m的地方布设本发明测试装置。将装置固定于冲击波压力待测位置地表，并使其上表面与地表平齐，周边夯实待测。

试验后依次观测膜片的断裂程度，记录不同膜片对应的状态，结果见表2：

表2冲击波压力作用下膜片状态

实施例3

本实施例中所用冲击波范围测量装置的整体构成和结构形式同实施例1，但所用安装基座尺寸、膜片安装槽和膜片尺寸并不局限于实施例1中尺寸，膜片尺寸可以发生变化，这样的变换均落在本发明的保护范围之内，不同尺寸的膜片断裂阈值范围可以调整并经过标定，在使用时依据实际情况具体选定。

通过实施例1、实施例2的试验验证，本发明所用测量装置通过膜片最终状态判断可以说明冲击波作用范围，说明本发明装置切实可用。试验过程中所用测试装置被埋入试验场地，不会对爆炸场产生干扰影响其它爆炸参数的测试；依据本发明中压力测定片冲击波压力测量装置成本非常低，可大量布设和使用。

Claims (2)

1.一种冲击波压力范围测量装置，包括安装基座(1)，膜片安装槽(2)，压条(3)，螺栓安装孔(4)，压紧螺栓(5)，亚克力矩形膜片(6)，其特征在于：

所述安装基座(1)，方形结构，上表面预设6个不同尺寸的膜片安装槽(2)，每个膜片安装槽(2)两侧分布有4个螺栓安装孔(4)；

所述膜片安装槽(2)在其两端设有膜片托台，托台深度略小于膜片厚度，托台之间为矩形通孔，矩形通孔尺寸即为亚克力矩形膜片(6)的工作尺寸；

所述压条(3)，材质为碳素钢，矩形薄板结构，长度略大于膜片安装槽(2)两侧螺栓安装孔(4)外侧尺寸，宽度略大于膜片安装槽(2)托台宽度，压条(3)上分布有2个安装孔，位置与膜片安装槽(2)两侧螺栓安装孔(4)位置相对应；

所述亚克力矩形膜片(6)，材质为亚克力材料PMMA，包括6个不同尺寸亚克力矩形膜片，分别对应于膜片安装槽(2)尺寸，厚度略大于膜片安装槽(2)两端托台高度；亚克力矩形膜片发生断裂的阈值不同；

所述膜片安装槽(2)和螺栓安装孔(4)依附在安装基座(1)上，使用时先将亚克力矩形膜片(6)安装于膜片安装槽(2)内，再将压条(3)贴合在亚克力矩形膜片(6)上，最后将压紧螺栓(5)通过压条(3)安装孔，并与螺栓安装孔(4)连接，组成可用于测量冲击波压力范围的测量装置。

2.根据权利要求1所述一种冲击波压力范围测量装置，其特征在于，安装基座由具有一定强度的金属材料制作，不易受爆炸冲击波损坏，可以重复使用。

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