CN110986838A - 一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法 - Google Patents

一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法，装置包括水箱、水泵、流量计和控制阀；方法通过将具有不同标准开孔孔径的标准靶板分别密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下，标准靶板中不同开孔孔径与流量的对应关系，拟合靶板开孔孔径与流量的关系曲线；再将被测靶板密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下的流量，通过比对已建立的靶板开孔孔径与流量的关系曲线，得到对应的靶板开孔孔径作为该被测靶板的破孔等效直径。本发明贴近水中兵器行业的实际工况，易实施，工作可靠，使用成本较低。

Description

一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法
技术领域
本发明涉及爆炸破孔测量技术领域，具体为一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法。
背景技术
聚能战斗部爆炸后形成的射流或弹丸对靶板造成的破孔大小是聚能战斗部毁伤效应评估的重要定量参数，是型号立项论证及型号研制过程中的重要战技指标，也是一型装备研制必要性和技术先进性的重要体现。由于爆炸是一种极为迅速的能量释放过程，巨大的冲击载荷作用在目标靶板上，造成靶板在撕裂甚至破碎的同时发生形变、翘曲，使得在靶板上的破孔形状极其不规则，造成靶板破孔直径的准确测量存在较大困难。
早期战技指标要求较低，毁伤的破孔直径容易满足要求，所以传统手段就直接是人工采用刻度尺测量破孔的长径和短径，取多组测量数据的平均值作为爆炸破孔等效直径。随着装备研制战技指标要求的提高，传统的刻度尺测量方法存在人为控制因素较大，测量不准确的问题，已经不能满足装备考核的标准要求。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明依据孔口非定常流理论，基于流量比对法，提出一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置及方法，完成聚能战斗部爆炸后所形成破孔等效直径的测量，解决了不规则大孔径破孔准确测量的难题。该方案贴近水中兵器行业的实际工况，易实施，工作可靠，使用成本较低。
本发明的技术方案为：
所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：包括水箱、水泵、流量计和控制阀；
所述水箱底部具有开孔，孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径(所述破孔的最大孔径指破孔边缘中任意两点之间距离的最大值)；在水箱底部开孔边缘设置有安装孔，能够将被测靶板密封固定安装在水箱底部开孔位置；
所述水箱上部具有进水口及水位标记线；水箱进水口通过管路连接水泵，且在管路中安装有流量计；
所述水箱底部开孔外侧密封安装有控制阀，所述控制阀能够根据设定的时长控制自身通断；当所述控制阀打开时，控制阀阀体内的通路孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径。
进一步的优选方案，所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：所述控制阀采用气动阀；所述装置还包括气源罐，所述气源罐用于给气动阀供气。
进一步的优选方案，所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括控制柜；所述控制柜与流量计、水泵和控制阀通过电气信号连接。
进一步的优选方案，所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：水箱上部水位标记线处设置有水位到位控制开关；水位到位控制开关与控制柜通过电气信号连接。
进一步的优选方案，所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括循环水池；水泵能够从循环水池抽水送入水箱；控制阀下端安装导流水槽，导流水槽将从控制阀排出的水送入循环水池。
进一步的优选方案，所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括支撑架车；所述水箱安装在支撑架车上。
所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的方法，其特征在于：通过将具有不同标准开孔孔径的标准靶板分别密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下，标准靶板中不同开孔孔径与流量的对应关系，拟合靶板开孔孔径与流量的关系曲线；再将被测靶板密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下的流量，通过比对已建立的靶板开孔孔径与流量的关系曲线，得到对应的靶板开孔孔径作为该被测靶板的破孔等效直径；
其中进行流量测试的过程为：
步骤1：通过水泵向水箱内注水，直至水箱内水位达到设置的水位标记；
步骤2：将控制阀打开设定时长后关闭；
步骤3：记录流量计当前数据，而后再次打开水泵向水箱内注水，直至水箱内水位达到设置的水位标记，再次记录流量计当前数据；两次流量计数据差值即为控制阀打开设定时长内流出的水量。
有益效果
本发明提出的不规则爆炸破孔等效直径测量装置和方法，其原理可行，结构简单，工作可靠，解决了不规则大孔径爆炸破孔精确测量的技术难题。可完成战斗部爆炸试验后破孔直径的准确测量，为型号研制提供了保障，也可以完成不同行业类似不规则大孔径的准确测量，具有显著的经济效益。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1不规则大孔径的流量测量装置示意图；
图2被测靶板安装示意图；
图中：
1.箱盖；2.螺钉A；3.箱体；4.气动阀；5.气源罐；6.控制柜；7.支撑架车；8.导流水槽；9.流量计；10.管路；11.水泵；12.循环水池；13.靶板；14.螺钉B；15.密封垫。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提出的用于爆炸破孔等效直径测量的装置，包括水箱、水泵、流量计和控制阀。
所述水箱底部具有开孔，孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径，所述破孔的最大孔径指破孔边缘中任意两点之间距离的最大值。在水箱底部开孔边缘设置有安装孔，能够将被测靶板密封固定安装在水箱底部开孔位置。
所述水箱上部具有进水口及水位标记线，水箱上部水位标记线处设置有水位到位控制开关；水箱进水口通过管路连接水泵，且在管路中安装有流量计；所述水箱底部开孔外侧密封安装有控制阀，所述控制阀能够根据设定的时长控制自身通断；当所述控制阀打开时，控制阀阀体内的通路孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径。
本实施例中，为了准确控制阀门通断时间，所述控制阀采用气动阀，因此相应就还包括气源罐，用于给气动阀供气。为了便于进行控制，装置中还设置了控制柜；所述控制柜与流量计、水泵、控制阀以及水位到位控制开关通过电气信号连接。为满足多次测量和计量循环利用水源的需要，建配套的循环水池，水泵能够从循环水池抽水送入水箱；控制阀下端安装导流水槽，导流水槽将从控制阀排出的水送入循环水池。
基于上述装置，本发明实现爆炸破孔等效直径测量的方法是：通过将具有不同标准开孔孔径的标准靶板分别密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在相同设定时长下，标准靶板中不同开孔孔径与流量的对应关系，拟合靶板开孔孔径与流量的关系曲线；再将被测靶板密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在相同设定时长下的流量，通过比对已建立的靶板开孔孔径与流量的关系曲线，得到对应的靶板开孔孔径作为该被测靶板的破孔等效直径。
那么将标准靶板或被测靶板安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试的具体过程为：
将水箱固定到支撑架车上，下端安装气动阀，阀体下端安装导流水槽，侧面安装控制柜后将其推放至循环水池边，将水泵和流量计放置至循环水池边，气源罐推放至水箱一侧，按图1连接管路，连接控制柜与流量计、水泵和气动阀的线路，完成流量测量装置的组装和准备。
拆下螺钉A，将箱盖吊放至一边，将密封垫和靶板用螺钉B固定安装在箱体底部开孔位置；再将箱盖吊放至箱体，用螺钉A固紧。
开启水泵按钮，从循环水池抽水到水箱，直到水位达到箱盖顶端设置的水位标记线，水位到位控制开关触发控制柜自动关闭水泵按钮。从控制柜设置放水时间为30s，打开气源罐阀门，压力表读数设为0.5MPa，开启气动阀按钮放水，当到达放水时长后自动关闭气动阀，同时关闭气源罐。
开启流量计按钮读取数据并记录，再次开启水泵按钮，从循环水池抽水到水箱，直到水位再次达到箱盖顶端设置的水位标记线，水位到位控制开关触发控制柜自动关闭水泵按钮。再次读取流量计数据，两次流量计数据差值即为气动阀打开设定时长内流出的水量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：包括水箱、水泵、流量计和控制阀；
所述水箱底部具有开孔，孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径(所述破孔的最大孔径指破孔边缘中任意两点之间距离的最大值)；在水箱底部开孔边缘设置有安装孔，能够将被测靶板密封固定安装在水箱底部开孔位置；
所述水箱上部具有进水口及水位标记线；水箱进水口通过管路连接水泵，且在管路中安装有流量计；
所述水箱底部开孔外侧密封安装有控制阀，所述控制阀能够根据设定的时长控制自身通断；当所述控制阀打开时，控制阀阀体内的通路孔径大于被测靶板中破孔的最大孔径。
2.根据权利要求1所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：所述控制阀采用气动阀；所述装置还包括气源罐，所述气源罐用于给气动阀供气。
3.根据权利要求1或2所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括控制柜；所述控制柜与流量计、水泵和控制阀通过电气信号连接。
4.根据权利要求3所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：水箱上部水位标记线处设置有水位到位控制开关；水位到位控制开关与控制柜通过电气信号连接。
5.根据权利要求1所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括循环水池；水泵能够从循环水池抽水送入水箱；控制阀下端安装导流水槽，导流水槽将从控制阀排出的水送入循环水池。
6.根据权利要求1所述一种用于爆炸破孔等效直径测量的装置，其特征在于：还包括支撑架车；所述水箱安装在支撑架车上。
7.利用权利要求1所述装置实现爆炸破孔等效直径测量的方法，其特征在于：通过将具有不同标准开孔孔径的标准靶板分别密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下，标准靶板中不同开孔孔径与流量的对应关系，拟合靶板开孔孔径与流量的关系曲线；再将被测靶板密封安装在水箱底部开孔位置，并进行流量测试，得到在设定时长下的流量，通过比对已建立的靶板开孔孔径与流量的关系曲线，得到对应的靶板开孔孔径作为该被测靶板的破孔等效直径；
其中进行流量测试的过程为：
步骤1：通过水泵向水箱内注水，直至水箱内水位达到设置的水位标记；
步骤2：将控制阀打开设定时长后关闭；
步骤3：记录流量计当前数据，而后再次打开水泵向水箱内注水，直至水箱内水位达到设置的水位标记，再次记录流量计当前数据；两次流量计数据差值即为控制阀打开设定时长内流出的水量。
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