CN114777585A - 一种用于雷管作用时间测量的固定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于雷管作用时间测量的固定装置及方法，所述固定装置包括安装座，所述安装座上设置有用于安装雷管的安装腔；所述安装座上还设置有用于安装光纤探针的探针孔；所述安装座包括柱状段及压帽，柱状段为其上设置有中心孔的柱状结构，所述压帽可拆卸连接于安装座的一端，所述探针孔设置在柱状段的另一端，所述安装腔为所述中心孔的局部孔段；所述压帽包括用于封堵柱状段的端板，所述端板上设置有通光孔；压帽安装于柱状段上时，所述中心孔的轴线穿过探针孔及通光孔。所述固定方法为采用所述固定装置固定光纤探针以及雷管的方法。采用本方案提供的技术方案，可有效提升爆炸作用时间测量的测量精度。

Description

一种用于雷管作用时间测量的固定装置及方法

技术领域

本发明涉及爆炸试验设备技术领域，特别是涉及一种用于雷管作用时间测量的固定装置及方法。

背景技术

随着科学技术水平发展和应用需求变化，火工品朝着更安全和更可靠方向发展。雷管作为较为通用的一种火工品产品，在民用和军用中得到广泛应用。雷管产品的性能，如输出性能、可靠性、安全性、环境适应性、测试性等，是国内外学者和工程技术人员关注的焦点。作用时间或延期时间是雷管产品的一个重要技术指标，随着工程和科学技术的发展，更精确更高效更可靠获得雷管作用时间，对评估雷管产品性能有重要意义。

激光测量技术是一种较为前沿的一种工程测量技术，具有非接触、快速响应、精确诊断等特点。根据激光的单色性、相干性，对运动物体进行观测可以产生光波多普勒效应，再通过对光信号进行转换处理，最终可以获得物体的速度或位移信息。该技术应用于雷管火工品性能诊断，相比基于雷管爆炸声波识别法、电极导通法、冲击发光扫描法、冲击压力法，具有准确、直接、快速、可靠、便捷等优点，并能够适应于低气压、高气压、高温、低温、振动、离心等环境条件。

现有技术中，如专利申请号为CN201811031118.5、发明创造名称为一种凝聚相高能炸药爆轰性能多参数同步测量方法提供的技术方案，具体提供了一种通过壳体为药柱提供填充空间，通过在壳体上设置定位孔并在定位孔中安装光纤探针，光纤探针连接光电探测器的技术方案，在该方案中，利用光纤探针完成炸药爆炸时的相关参数测试。

进一步提升光纤探针在爆炸试验中的运用，可促进爆炸试验技术进一步发展。

发明内容

针对上述提出的进一步提升光纤探针在爆炸试验中的运用，可促进爆炸试验技术进一步发展技术问题，本发明提供了一种用于雷管作用时间测量的固定装置及方法，采用本方案提供的技术方案，可有效提升爆炸作用时间测量的测量精度。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种用于雷管作用时间测量的固定装置，包括安装座，所述安装座上设置有用于安装雷管的安装腔；所述安装座上还设置有用于安装光纤探针的探针孔；

所述安装座包括柱状段及压帽，柱状段为其上设置有中心孔的柱状结构，所述压帽可拆卸连接于安装座的一端，所述探针孔设置在柱状段的另一端，所述安装腔为所述中心孔的局部孔段；

所述压帽包括用于封堵柱状段的端板，所述端板上设置有通光孔；

压帽安装于柱状段上时，所述中心孔的轴线穿过探针孔及通光孔。

本方案在具体运用时，用于固定雷管及光纤探针，所述光线探针用于雷管的作用时间测量；

具体固定方法可采用按照如下步骤顺序进行：

S1、在雷管安装于安装腔之前，将压帽安装于柱状段上；

S2、通过所述探针孔将光纤探针固定于柱状段上，具体为：

将光纤探针嵌入探针孔中，观察由光纤探针发出的光线穿过通光孔的情况；

当所述光线穿过通光孔时，固定光纤探针相对于柱状段轴线的角度；

当所述光线不能穿过通光孔时，调整光纤探针相对于柱状段轴线的角度，当所述光线穿过通光孔时，固定光纤探针相对于柱状段轴线的角度；

S3、拆卸压帽，由柱状段上用于连接压帽的一段将雷管安装于所述安装腔中；

S4、固定压帽，通过所述压帽，固定雷管在安装腔中的位置。

作用时间测量的具体方案可采用现有方案，具体可为：将雷管的两个电极脚线与高压大电流电缆连接，高压大电流电缆另一端与起爆装置连接，起爆装置通过电缆与示波器连接。将光纤探针通过探针孔连接在柱状段上，光纤探针的尾纤与光电转换器连接，光电转换器与示波器通过电缆连接。进行测量工作时，起爆装置给雷管加载电压和电流，雷管端面产生的位移信号通过光纤探针传输至光电转换器，光电转换器将光信号转换成电信号通过电缆传输至示波器而被记录。

雷管作用时间计算方法如下：用t表示雷管作用时间；用t₁表示起爆装置至雷管电极脚线的电缆延时；用t₂表示光纤探针到光电转换器延时；用t₃表示光电转换器延时；用t₄表示光电转换器到示波器连接电缆延时；用t₅表示起爆装置至示波器电缆延时；t₆表示示波器中记录的雷管输出信号时刻，可获得雷管作用时间t：t＝t₅+t₆-t₁-t₂-t₃-t₄。同时，本方案采用光纤探针用于雷管端面位移信号或速度信号捕捉，故具体可运用为一种非接触式雷管作用时间测量装置及方法，适应于低气压或其它高气压、高温、振动、离心等环境条件下雷管作用时间测量。

区别于现有技术，本方案在进行固定装置设计时，通过限定具体形式的安装座：在安装至上设置通光孔；限定通光孔、探针孔以及安装腔三者之间的相互关系，可实现：利用通光孔辅助完成光纤探针在探针孔中的固定，使得光纤探针能够被安装为轴线相对于中心孔的轴线具有固定角度，如进一步设置为：所述中心孔为台阶孔且为圆孔，光纤探针的外径小于探针孔的内径，压帽安装于柱状段上后，由于所述中心孔、光纤探针、通光孔三者的轴线共线，当光纤探针发出的光斑不能穿过通光孔时，调节摆动光纤探针，改变光纤探针的朝向直至光斑能够由通光孔射出，此时再固定光纤探针的轴线方向，而后，在所述安装腔中安装雷管并通过压帽为雷管提供压力完成雷管固定后，可使得光纤探针的探测区域位于雷管靠近探针孔一端的中部。在雷管被引爆后，利用雷管端面中部产生的位移信号最明显的特点，使得雷管端面位移信号能够在第一时间被捕捉，从而达到有效提升爆炸作用时间测量精度的目的。

作为本领域技术人员，根据以上提供的有效提升爆炸作用时间测量的测量精度的原理，可毫无疑义得出：本方案的基本原理为利用通光孔引导光纤探针能够被安装为具有沿着中心孔轴线的探测光路，故雷管本身并一定要设置为是圆柱形、中心孔也为圆孔也可为其他形状的孔，基本构思为能够通过通光孔将光纤探针的探测区域引导至雷管端面的中部即可达到提高测量精度的目的。

作为所述的用于雷管作用时间测量的固定装置更进一步的技术方案：

作为一种柱状段的具体实现形式，设置为：所述柱状段为一端设置有盲板的盲管状结构；

探针孔开设在所述盲板的中心，所述中心孔为开口端直径大于盲端直径的台阶孔，所述安装腔位于中心孔的开口端；

柱状段的开口端侧面上还设置有为外螺纹的连接螺纹，所述压帽为内侧设置为内螺纹的盖状结构，压帽可拆卸连接于安装座上通过所述外螺纹与所述内螺纹相连实现。本方案考虑到光纤探针尺寸相对于雷管尺寸一般较小的特点，提供了一种便于获得柱状段以及在柱状段上加工出探针孔的技术方案；本方案提供了一种便于完成压帽与柱状段加工的具体方案；本方案提供了一种便于实现压帽在柱状段上拆、装的具体方案；本方案提供了一种通过中心孔上的台阶面，通过台阶面为雷管的端面提供支撑，便于完成雷管在中心孔中固定的技术方案。

为便于控制作用在雷管上的压力大小以及使得对雷管的作用可靠，以保障本固定装置在使用过程中的安全性、便捷性以及对雷管位置约束的可靠性，设置为：还包括弹簧，所述弹簧用于实现：当雷管以中轴线与中心孔轴线共线的方式安装于安装腔中、压帽在柱状段上完成连接后，弹簧的一端作用在雷管的端面上，弹簧的另一端作用在压帽的端板上，弹簧发生沿着中心孔轴线方向的弹性变形。本方案在具体运用时，在安装腔中完成雷管的装填后，利用弹簧作为压帽与雷管外端之间的作用力过渡件，使得压帽推挤雷管通过弹簧的弹性力实现，这样，可有效避免作用在雷管上的压力激增、在压帽旋转的过程中，使得雷管受压具有持续性。

作为一种如下所述的板环可重复使用，且利于光纤探针探测区域相对于雷管对面对中精度的技术方案，设置为：所述封板上还设置有穿线孔；

还包括可镶嵌于所述穿线孔中以及可由穿线孔中移除的板环，所述通光孔位于所述板环上。本方案中，考虑到雷管作用时间测量方案中，实现雷管引爆本身需要通过电极脚线以及电缆连接起爆装置的特点，提供了一种方便电极脚线或电缆穿过压帽，同时利用该穿线孔在压帽上获得通光孔以方便压帽加工、实现板环复用的技术方案。具体的，考虑到探测区域位置精度，以上通光孔不宜设置得过大，而电极脚线或电缆的直径通常需要设置为大于通光孔的直径，在压帽上在先仅制备出一个通孔作为穿线孔的情况下，在雷管未安装之前，通过将板环镶嵌于所述穿线孔中，此时，穿线孔作为板环的固定孔，即在封板上获得了通光孔，在完成光纤探针探测区域校对后，将所述板环拆卸，穿线孔完全暴露后即可用于穿线，拆除的板环可进一步被复用。

作为一种对通光孔、板环尺寸精度要求相对较低，同时便于完成板环在穿线孔中可靠固定，同时可利用如下所述的刚性板体的刚度约束板环的形态以维持通光孔相对于中心孔轴线位置的技术方案，设置为：所述板环包括位于外侧的橡胶圈及固定于橡胶圈内侧的刚性板体，所述通光孔开设在所述刚性板体上。本方案中，外侧的橡胶圈用于维持板环在穿线孔上的可靠固定。

本方案在具体实施时，为配置为光纤探针的轴线在探针孔中可调，需要运用为：与探针孔匹配的光纤探针的直径小于探针孔的孔径，作为一种利用粘接剂实现光纤探针相对于中心孔轴线固定，且在固定过程中，操作者能够利用胶水固化过程中所形成的半固化状态，使得光纤探针轴线固定分阶段进行，在调节轴线过程包括在有胶水作用的阶段下，利用晃动光纤探针时半固化状态的胶水不仅允许光纤探针运动，同时为一种有阻尼的运动的特点，最终达到利于提高光纤探针轴线调节精度的目的，设置为：

所述探针孔的两端之间还设置有扩孔段；

所述柱状段上还设置有均与所述扩孔段相通的注胶孔及均压孔。本方案在具体运用时，在光纤探针穿过所述扩孔段后，通过所述注胶孔向扩孔段内注入胶水(第一次滴胶)，所述均压孔用于胶水注入过程中均压，以方便完成胶水注入、减少扩孔段所在孔段以外的光纤探针与探针孔之间间隙的胶水进入量。这样，所述扩孔段通过增加光纤探针与探针孔之间腔隙的大小、扩孔段由于位于探针孔两端之间能够形成相对封闭的胶水填充区域，使得此时注入的胶水完全固化所需的时间相对较长，操作者在完成胶水注入后且在胶水处于半固化状态时，具有相对充裕的时间摆动光纤探针以调整探测区域的具体位置，此时光纤探针的摆动需要克服胶水对其的作用力，故更容易获得准确的探测位置；当获得所需的探测位置后，再从探针孔的端部滴入胶水，由于第二次滴胶位置胶水更容易完全固化，此时不仅可最终固定光纤探针的轴线朝向，同时固定效率较高。在具体实施过程中，以上第一次滴胶和第二次滴胶可采用相同类型的胶水，优选采用不同类型的胶水，具体可采用：第二次滴胶所采用的胶水固化时间快于第一次滴胶所采用的胶水固化时间。作为本领域技术人员，考虑到胶水半固化状态下对光纤探针的作用力，第一次滴胶所采用的胶水可采用环氧树脂胶。

在具体实施时，亦可通过对胶水固化的环境因素进行控制，达到固化时间以及对光纤探针摆动作用力大小进行辅助控制的目的，如采用温度实现控制。为避免第一次滴胶和第二次滴胶相互影响，优选通过滴胶量控制或物理隔离控制获得不同的注胶区域。具体可为：由于探针孔尺寸较小，为获得所述扩孔段，采用盲板为拼接式结构，所述扩孔段、注胶孔以及均压孔均位于用于形成完整盲板的两块板体的拼接位置，此时，通过核算注胶孔容积、扩孔段容积，配合滴胶过程中柱状段的姿态等，获得第一次滴胶时胶水的影响区域，通过滴胶量使得该影响区域不影响第二次滴胶即可；将探针孔加工为通孔，通过在所述通孔中塞入至少两个O型圈，所述O型圈的内孔孔径小于光纤探针的外径，所述扩孔段位于两个相邻的O型圈之间，这样，可通过O型圈实现光纤探针轴线的初步定位以及围成扩孔段的边界。作为本领域技术人员，针对以上提出的为拼接盲板的方案，扩孔段两侧的探针孔实际上亦用于控制光纤探针的轴线方向。

进一步的，为便于加工，所述盲板的厚度不宜设置得过厚，作为一种可用于光纤探针初定位，以提高光纤探针定位效率的技术方案，设置为：还包括为直管段的导向管，所述导向管的内径大于或等于光纤探针的直径；

所述导向管用于：在完成导向管与柱状段的相对位置固定后，通过将光纤探针局部嵌入导向管中，局部嵌入探针孔中，完成光纤探针与探针孔的夹角固定；

所述相对位置固定为：导向管与探针孔同轴。在具体运用时，所述导向管可直接固定于柱状段上，亦可通过工装实现导向管与柱状段的相对位置固定，且具体固定为导向管与探针孔同轴，这样，通过导向管将光纤探针导入探针孔中；在导向管的内径大于光纤探针的直径、在探针孔中调节光纤探针的轴线方向时在导向管的约束下完成，即可有效提升光纤探针的固定效率。在具体实施时，考虑到对盲板厚度的要求，优选采用工装实现相对固定的方式，具体固定方式为：在工装上设置用于固定柱状段的夹持空间，导向管固定于所述工装上，在完成光纤探针嵌入后，由工装上拆离柱状段以用于后期雷管作用时间测量。

作为一种在雷管装填至柱状段中后，利用由光纤探针引出可见光，并且能够由柱状段的侧面直接观察可见光的光斑是否位于雷管端面的中部的技术方案，设置为：所述柱状段上还开设有第一观察孔，所述第一观察孔的位置满足：在雷管安装于安装腔中、设置在探针孔中的光纤探针发射光线并照射在雷管的端面上后，可通过第一观察孔观察所述光线在雷管端面上形成光斑的光斑位置。本方案中，所述第一观察孔即用于观察所述光斑在雷管端面上的位置。

作为本领域技术人员，在设置以上第一观察孔时，为扩大柱状段内侧可观察区域的面积，优选将第一观察孔的尺寸设置得较大，为便于获得暗室效果，以提升光斑位置识别的清晰度，设置为：还包括可套设在柱状段上的套环，所述套环的侧壁上设置有第二观察孔，所述第二观察孔的孔径小于第一观察孔的孔径；

所述套环可在柱状段上相对于柱状段的轴线滑动和转动；

在所述滑动和转动过程中，第二观察孔可与第一观察孔重叠且相对于第一观察孔发生位置改变。本方案中，所述第一观察孔作为柱状段侧面上的观察孔道，由于所述第二观察孔的孔径小于第一观察孔的孔径，故在第二观察孔与第一观察孔重叠、相对于第一观察孔重叠位置变换过程中，套环遮盖第一观察孔的局部以获得暗室效果，为通过第二观察孔看到所述光斑，套环沿着柱状段的轴线滑动和/或相对于柱状段的轴线转动即可。在具体实施时，套环采用阻光材料即可。

本方案还公开了一种用于雷管作用时间测量的固定方法，该方法采用如上任意一项所述的固定装置固定雷管及光纤探针，所述光线探针用于雷管的作用时间测量；

所述固定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在雷管安装于安装腔之前，将压帽安装于柱状段上；

S2、通过所述探针孔将光纤探针固定于柱状段上，具体为：

将光纤探针嵌入探针孔中，观察由光纤探针发出的光线穿过通光孔的情况；

当所述光线穿过通光孔时，固定光纤探针相对于柱状段轴线的角度；

当所述光线不能穿过通光孔时，调整光纤探针相对于柱状段轴线的角度，当所述光线穿过通光孔时，固定光纤探针相对于柱状段轴线的角度；

S3、拆卸压帽，由柱状段上用于连接压帽的一段将雷管安装于所述安装腔中；

S4、固定压帽，通过所述压帽，固定雷管在安装腔中的位置。

以上固定方法为采用以上提供的固定装置固定光纤探针以及雷管的方法。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

区别于现有技术，本方案在进行固定装置以及固定方法设计时，通过限定具体形式的安装座：在安装至上设置通光孔；限定通光孔、探针孔以及安装腔三者之间的相互关系，可实现：利用通光孔辅助完成光纤探针在探针孔中的固定，使得光纤探针能够被安装为轴线相对于中心孔的轴线具有固定角度，如进一步设置为：所述中心孔为台阶孔且为圆孔，光纤探针的外径小于探针孔的内径，压帽安装于柱状段上后，由于所述中心孔、光纤探针、通光孔三者的轴线共线，当光纤探针发出的光斑不能穿过通光孔时，调节摆动光纤探针，改变光纤探针的朝向直至光斑能够由通光孔射出，此时再固定光纤探针的轴线方向，而后，在所述安装腔中安装雷管并通过压帽为雷管提供压力完成雷管固定后，可使得光纤探针的探测区域位于雷管靠近探针孔一端的中部。在雷管被引爆后，利用雷管端面中部产生的位移信号最明显的特点，使得雷管端面位移信号能够在第一时间被捕捉，从而达到有效提升爆炸作用时间测量精度的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明所述的固定装置一个具体运用实施例的结构示意图，该示意图为透视图；

图2为本发明所述的固定装置一个具体实施例中，柱状段部分的结构示意图；

图3为本发明所述的固定装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图为剖视图同时为轴测图；

图4为本发明所述的固定装置一个具体运用实施例的系统拓扑图，其中，所述实验装置为在本固定装置上装置雷管后所得；

图5为本发明所述的固定装置一个具体运用实施例的系统拓扑图，其中，所述实验装置为在本固定装置上装置雷管后所得，区别于图4，该系统拓扑图用于展示包括多个实验装置的具体运用实施例。

以上示意图中的附图标与技术术语的对应关系为：1、安装座，2、压帽，3、弹簧，4、雷管，5、导向管，6、套环，7、第二观察孔，8、穿线孔，9、板环，10、通光孔，11、安装腔，12、连接螺纹，13、退刀槽，14、第一观察孔，15、中心孔，16、探针孔，17、注胶孔，18、扩孔段，19、均压孔，20、柱状段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图5所示，一种用于雷管作用时间测量的固定装置，包括安装座1，所述安装座1上设置有用于安装雷管4的安装腔11；所述安装座1上还设置有用于安装光纤探针的探针孔16；

所述安装座1包括柱状段20及压帽2，柱状段20为其上设置有中心孔15的柱状结构，所述压帽2可拆卸连接于安装座1的一端，所述探针孔16设置在柱状段20的另一端，所述安装腔11为所述中心孔15的局部孔段；

所述压帽2包括用于封堵柱状段20的端板，所述端板上设置有通光孔10；

压帽2安装于柱状段20上时，所述中心孔15的轴线穿过探针孔16及通光孔10。

本方案在具体运用时，用于固定雷管4及光纤探针，所述光线探针用于雷管4的作用时间测量；

具体固定方法可采用按照如下步骤顺序进行：

S1、在雷管4安装于安装腔11之前，将压帽2安装于柱状段20上；

S2、通过所述探针孔16将光纤探针固定于柱状段20上，具体为：

将光纤探针嵌入探针孔16中，观察由光纤探针发出的光线穿过通光孔10的情况；

当所述光线穿过通光孔10时，固定光纤探针相对于柱状段20轴线的角度；

当所述光线不能穿过通光孔10时，调整光纤探针相对于柱状段20轴线的角度，当所述光线穿过通光孔10时，固定光纤探针相对于柱状段20轴线的角度；

S3、拆卸压帽2，由柱状段20上用于连接压帽2的一段将雷管4安装于所述安装腔11中；

S4、固定压帽2，通过所述压帽2，固定雷管4在安装腔11中的位置。

作用时间测量的具体方案可采用现有方案，具体可为：将雷管4的两个电极脚线与高压大电流电缆连接，高压大电流电缆另一端与起爆装置连接，起爆装置通过电缆与示波器连接。将光纤探针通过探针孔16连接在柱状段20上，光纤探针的尾纤与光电转换器连接，光电转换器与示波器通过电缆连接。进行测量工作时，起爆装置给雷管4加载电压和电流，雷管4端面产生的位移信号通过光纤探针传输至光电转换器，光电转换器将光信号转换成电信号通过电缆传输至示波器而被记录。

雷管4作用时间计算方法如下：用t表示雷管4作用时间；用t₁表示起爆装置至雷管4电极脚线的电缆延时；用t₂表示光纤探针到光电转换器延时；用t₃表示光电转换器延时；用t₄表示光电转换器到示波器连接电缆延时；用t₅表示起爆装置至示波器电缆延时；t₆表示示波器中记录的雷管4输出信号时刻，可获得雷管4作用时间t：t＝t₅+t₆-t₁-t₂-t₃-t₄。同时，本方案采用光纤探针用于雷管4端面位移信号或速度信号捕捉，故具体可运用为一种非接触式雷管4作用时间测量装置及方法，适应于低气压或其它高气压、高温、振动、离心等环境条件下雷管4作用时间测量。

针对如图5提供的多路运用方案，用于N个雷管4作用时间测量时：

将第1个雷管4的两个电极脚线与高压大电流电缆1连接，将第2个雷管4的两个电极脚线与高压大电流电缆2连接，将第N个雷管4的两个电极脚线与高压大电流电缆N连接，高压大电流电缆另一端与起爆装置连接，起爆装置通过电缆与示波器连接，柱状段20与光纤探针连接，光纤探针尾纤光缆1与光电转换器连接，光纤探针尾纤光缆2与光电转换器连接，光纤探针尾纤光缆N与光电转换器连接，光电转换器与示波器通过电缆连接。装置工作时，起爆装置给雷管4加载电压和电流，雷管4端面产生的位移信号通过光纤探针传输至光电转换器，光电转换器将光信号转换成电信号通过电缆传输至示波器而被记录。

雷管4作用时间计算方法如下：用t_y表示第1个雷管4作用时间；用t_e表示第2个雷管4作用时间；用t_N表示第N个雷管4作用时间；用t₁表示起爆装置至雷管4电极脚线的电缆延时；用t₂表示光纤探针到光电转换器延时；用t₃表示光电转换器延时；用t₄表示光电转换器到示波器连接电缆延时；用t₅表示起爆装置至示波器电缆延时；t_6y表示示波器中记录的第1个雷管4输出信号时刻；t_6e表示示波器中记录的第2个雷管4输出信号时刻；t_6N表示示波器中记录的第N个雷管4输出信号时刻。可以知道第1个雷管4作用时间t_y：t_y＝t₅+t_6y-t₁-t₂-t₃-t₄；第2个雷管4作用时间t_e：t_e＝t₅+t_6e-t₁-t₂-t₃-t₄；第N个雷管4作用时间t_N：t_N＝t₅+t_6N-t₁-t₂-t₃-t₄。

区别于现有技术，本方案在进行固定装置设计时，通过限定具体形式的安装座1：在安装至上设置通光孔10；限定通光孔10、探针孔16以及安装腔11三者之间的相互关系，可实现：利用通光孔10辅助完成光纤探针在探针孔16中的固定，使得光纤探针能够被安装为轴线相对于中心孔15的轴线具有固定角度，如进一步设置为：所述中心孔15为台阶孔且为圆孔，光纤探针的外径小于探针孔16的内径，压帽2安装于柱状段20上后，由于所述中心孔15、光纤探针、通光孔10三者的轴线共线，当光纤探针发出的光斑不能穿过通光孔10时，调节摆动光纤探针，改变光纤探针的朝向直至光斑能够由通光孔10射出，此时再固定光纤探针的轴线方向，而后，在所述安装腔11中安装雷管4并通过压帽2为雷管4提供压力完成雷管4固定后，可使得光纤探针的探测区域位于雷管4靠近探针孔16一端的中部。在雷管4被引爆后，利用雷管4端面中部产生的位移信号最明显的特点，使得雷管4端面位移信号能够在第一时间被捕捉，从而达到有效提升爆炸作用时间测量精度的目的。

作为本领域技术人员，根据以上提供的有效提升爆炸作用时间测量的测量精度的原理，可毫无疑义得出：本方案的基本原理为利用通光孔10引导光纤探针能够被安装为具有沿着中心孔15轴线的探测光路，故雷管4本身并一定要设置为是圆柱形、中心孔15也为圆孔也可为其他形状的孔，基本构思为能够通过通光孔10将光纤探针的探测区域引导至雷管4端面的中部即可达到提高测量精度的目的。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

作为一种柱状段20的具体实现形式，设置为：所述柱状段20为一端设置有盲板的盲管状结构；

探针孔16开设在所述盲板的中心，所述中心孔15为开口端直径大于盲端直径的台阶孔，所述安装腔11位于中心孔15的开口端；

柱状段20的开口端侧面上还设置有为外螺纹的连接螺纹12，所述压帽2为内侧设置为内螺纹的盖状结构，压帽2可拆卸连接于安装座1上通过所述外螺纹与所述内螺纹相连实现。本方案考虑到光纤探针尺寸相对于雷管4尺寸一般较小的特点，提供了一种便于获得柱状段20以及在柱状段20上加工出探针孔16的技术方案；本方案提供了一种便于完成压帽2与柱状段20加工的具体方案；本方案提供了一种便于实现压帽2在柱状段20上拆、装的具体方案；本方案提供了一种通过中心孔15上的台阶面，通过台阶面为雷管4的端面提供支撑，便于完成雷管4在中心孔15中固定的技术方案。

为便于控制作用在雷管4上的压力大小以及使得对雷管4的作用可靠，以保障本固定装置在使用过程中的安全性、便捷性以及对雷管4位置约束的可靠性，设置为：还包括弹簧3，所述弹簧3用于实现：当雷管4以中轴线与中心孔15轴线共线的方式安装于安装腔11中、压帽2在柱状段20上完成连接后，弹簧3的一端作用在雷管4的端面上，弹簧3的另一端作用在压帽2的端板上，弹簧3发生沿着中心孔15轴线方向的弹性变形。本方案在具体运用时，在安装腔11中完成雷管4的装填后，利用弹簧3作为压帽2与雷管4外端之间的作用力过渡件，使得压帽2推挤雷管4通过弹簧3的弹性力实现，这样，可有效避免作用在雷管4上的压力激增、在压帽2旋转的过程中，使得雷管4受压具有持续性。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

作为一种如下所述的板环9可重复使用，且利于光纤探针探测区域相对于雷管4对面对中精度的技术方案，设置为：所述封板上还设置有穿线孔8；

还包括可镶嵌于所述穿线孔8中以及可由穿线孔8中移除的板环9，所述通光孔10位于所述板环9上。本方案中，考虑到雷管4作用时间测量方案中，实现雷管4引爆本身需要通过电极脚线以及电缆连接起爆装置的特点，提供了一种方便电极脚线或电缆穿过压帽2，同时利用该穿线孔8在压帽2上获得通光孔10以方便压帽2加工、实现板环9复用的技术方案。具体的，考虑到探测区域位置精度，以上通光孔10不宜设置得过大，而电极脚线或电缆的直径通常需要设置为大于通光孔10的直径，在压帽2上在先仅制备出一个通孔作为穿线孔8的情况下，在雷管4未安装之前，通过将板环9镶嵌于所述穿线孔8中，此时，穿线孔8作为板环9的固定孔，即在封板上获得了通光孔10，在完成光纤探针探测区域校对后，将所述板环9拆卸，穿线孔8完全暴露后即可用于穿线，拆除的板环9可进一步被复用。

作为一种对通光孔10、板环9尺寸精度要求相对较低，同时便于完成板环9在穿线孔8中可靠固定，同时可利用如下所述的刚性板体的刚度约束板环9的形态以维持通光孔10相对于中心孔15轴线位置的技术方案，设置为：所述板环9包括位于外侧的橡胶圈及固定于橡胶圈内侧的刚性板体，所述通光孔10开设在所述刚性板体上。本方案中，外侧的橡胶圈用于维持板环9在穿线孔8上的可靠固定。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

本方案在具体实施时，为配置为光纤探针的轴线在探针孔16中可调，需要运用为：与探针孔16匹配的光纤探针的直径小于探针孔16的孔径，作为一种利用粘接剂实现光纤探针相对于中心孔15轴线固定，且在固定过程中，操作者能够利用胶水固化过程中所形成的半固化状态，使得光纤探针轴线固定分阶段进行，在调节轴线过程包括在有胶水作用的阶段下，利用晃动光纤探针时半固化状态的胶水不仅允许光纤探针运动，同时为一种有阻尼的运动的特点，最终达到利于提高光纤探针轴线调节精度的目的，设置为：

所述探针孔16的两端之间还设置有扩孔段18；

所述柱状段20上还设置有均与所述扩孔段18相通的注胶孔17及均压孔19。本方案在具体运用时，在光纤探针穿过所述扩孔段18后，通过所述注胶孔17向扩孔段18内注入胶水(第一次滴胶)，所述均压孔19用于胶水注入过程中均压，以方便完成胶水注入、减少扩孔段18所在孔段以外的光纤探针与探针孔16之间间隙的胶水进入量。这样，所述扩孔段18通过增加光纤探针与探针孔16之间腔隙的大小、扩孔段18由于位于探针孔16两端之间能够形成相对封闭的胶水填充区域，使得此时注入的胶水完全固化所需的时间相对较长，操作者在完成胶水注入后且在胶水处于半固化状态时，具有相对充裕的时间摆动光纤探针以调整探测区域的具体位置，此时光纤探针的摆动需要克服胶水对其的作用力，故更容易获得准确的探测位置；当获得所需的探测位置后，再从探针孔16的端部滴入胶水，由于第二次滴胶位置胶水更容易完全固化，此时不仅可最终固定光纤探针的轴线朝向，同时固定效率较高。在具体实施过程中，以上第一次滴胶和第二次滴胶可采用相同类型的胶水，优选采用不同类型的胶水，具体可采用：第二次滴胶所采用的胶水固化时间快于第一次滴胶所采用的胶水固化时间。作为本领域技术人员，考虑到胶水半固化状态下对光纤探针的作用力，第一次滴胶所采用的胶水可采用环氧树脂胶。

在具体实施时，亦可通过对胶水固化的环境因素进行控制，达到固化时间以及对光纤探针摆动作用力大小进行辅助控制的目的，如采用温度实现控制。为避免第一次滴胶和第二次滴胶相互影响，优选通过滴胶量控制或物理隔离控制获得不同的注胶区域。具体可为：由于探针孔16尺寸较小，为获得所述扩孔段18，采用盲板为拼接式结构，所述扩孔段18、注胶孔17以及均压孔19均位于用于形成完整盲板的两块板体的拼接位置，此时，通过核算注胶孔17容积、扩孔段18容积，配合滴胶过程中柱状段20的姿态等，获得第一次滴胶时胶水的影响区域，通过滴胶量使得该影响区域不影响第二次滴胶即可；将探针孔16加工为通孔，通过在所述通孔中塞入至少两个O型圈，所述O型圈的内孔孔径小于光纤探针的外径，所述扩孔段18位于两个相邻的O型圈之间，这样，可通过O型圈实现光纤探针轴线的初步定位以及围成扩孔段18的边界。作为本领域技术人员，针对以上提出的为拼接盲板的方案，扩孔段18两侧的探针孔16实际上亦用于控制光纤探针的轴线方向。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

进一步的，为便于加工，所述盲板的厚度不宜设置得过厚，作为一种可用于光纤探针初定位，以提高光纤探针定位效率的技术方案，设置为：还包括为直管段的导向管5，所述导向管5的内径大于或等于光纤探针的直径；

所述导向管5用于：在完成导向管5与柱状段20的相对位置固定后，通过将光纤探针局部嵌入导向管5中，局部嵌入探针孔16中，完成光纤探针与探针孔16的夹角固定；

实施例6：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

所述相对位置固定为：导向管5与探针孔16同轴。在具体运用时，所述导向管5可直接固定于柱状段20上，亦可通过工装实现导向管5与柱状段20的相对位置固定，且具体固定为导向管5与探针孔16同轴，这样，通过导向管5将光纤探针导入探针孔16中；在导向管5的内径大于光纤探针的直径、在探针孔16中调节光纤探针的轴线方向时在导向管5的约束下完成，即可有效提升光纤探针的固定效率。在具体实施时，考虑到对盲板厚度的要求，优选采用工装实现相对固定的方式，具体固定方式为：在工装上设置用于固定柱状段20的夹持空间，导向管5固定于所述工装上，在完成光纤探针嵌入后，由工装上拆离柱状段20以用于后期雷管4作用时间测量。

作为一种在雷管4装填至柱状段20中后，利用由光纤探针引出可见光，并且能够由柱状段20的侧面直接观察可见光的光斑是否位于雷管4端面的中部的技术方案，设置为：所述柱状段20上还开设有第一观察孔14，所述第一观察孔14的位置满足：在雷管4安装于安装腔11中、设置在探针孔16中的光纤探针发射光线并照射在雷管4的端面上后，可通过第一观察孔14观察所述光线在雷管4端面上形成光斑的光斑位置。本方案中，所述第一观察孔14即用于观察所述光斑在雷管4端面上的位置。

作为本领域技术人员，在设置以上第一观察孔14时，为扩大柱状段20内侧可观察区域的面积，优选将第一观察孔14的尺寸设置得较大，为便于获得暗室效果，以提升光斑位置识别的清晰度，设置为：还包括可套设在柱状段20上的套环6，所述套环6的侧壁上设置有第二观察孔7，所述第二观察孔7的孔径小于第一观察孔14的孔径；

所述套环6可在柱状段20上相对于柱状段20的轴线滑动和转动；

在所述滑动和转动过程中，第二观察孔7可与第一观察孔14重叠且相对于第一观察孔14发生位置改变。本方案中，所述第一观察孔14作为柱状段20侧面上的观察孔道，由于所述第二观察孔7的孔径小于第一观察孔14的孔径，故在第二观察孔7与第一观察孔14重叠、相对于第一观察孔14重叠位置变换过程中，套环6遮盖第一观察孔14的局部以获得暗室效果，为通过第二观察孔7看到所述光斑，套环6沿着柱状段20的轴线滑动和/或相对于柱状段20的轴线转动即可。在具体实施时，套环6采用阻光材料即可。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上，提供一种用于雷管4作用时间测量的固定方法，该方法采用如上任意一项所述的固定装置固定雷管4及光纤探针，所述光线探针用于雷管4的作用时间测量；

所述固定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在雷管4安装于安装腔11之前，将压帽2安装于柱状段20上；

S2、通过所述探针孔16将光纤探针固定于柱状段20上，具体为：

将光纤探针嵌入探针孔16中，观察由光纤探针发出的光线穿过通光孔10的情况；

当所述光线穿过通光孔10时，固定光纤探针相对于柱状段20轴线的角度；

当所述光线不能穿过通光孔10时，调整光纤探针相对于柱状段20轴线的角度，当所述光线穿过通光孔10时，固定光纤探针相对于柱状段20轴线的角度；

S3、拆卸压帽2，由柱状段20上用于连接压帽2的一段将雷管4安装于所述安装腔11中；

S4、固定压帽2，通过所述压帽2，固定雷管4在安装腔11中的位置。

本实施例提供的固定方法为采用以上提供的固定装置固定光纤探针以及雷管4的方法。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于雷管作用时间测量的固定装置，包括安装座(1)，所述安装座(1)上设置有用于安装雷管(4)的安装腔(11)；所述安装座(1)上还设置有用于安装光纤探针的探针孔(16)；

其特征在于，所述安装座(1)包括柱状段(20)及压帽(2)，柱状段(20)为其上设置有中心孔(15)的柱状结构，所述压帽(2)可拆卸连接于安装座(1)的一端，所述探针孔(16)设置在柱状段(20)的另一端，所述安装腔(11)为所述中心孔(15)的局部孔段；

所述压帽(2)包括用于封堵柱状段(20)的端板，所述端板上设置有通光孔(10)；

压帽(2)安装于柱状段(20)上时，所述中心孔(15)的轴线穿过探针孔(16)及通光孔(10)。

2.根据权利要求1所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，所述柱状段(20)为一端设置有盲板的盲管状结构；

探针孔(16)开设在所述盲板的中心，所述中心孔(15)为开口端直径大于盲端直径的台阶孔，所述安装腔(11)位于中心孔(15)的开口端；

柱状段(20)的开口端侧面上还设置有为外螺纹的连接螺纹(12)，所述压帽(2)为内侧设置为内螺纹的盖状结构，压帽(2)可拆卸连接于安装座(1)上通过所述外螺纹与所述内螺纹相连实现。

3.根据权利要求2所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，还包括弹簧(3)，所述弹簧(3)用于实现：当雷管(4)以中轴线与中心孔(15)轴线共线的方式安装于安装腔(11)中、压帽(2)在柱状段(20)上完成连接后，弹簧(3)的一端作用在雷管(4)的端面上，弹簧(3)的另一端作用在压帽(2)的端板上，弹簧(3)发生沿着中心孔轴线方向的弹性变形。

4.根据权利要求1所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，所述封板上还设置有穿线孔(8)；

还包括可镶嵌于所述穿线孔(8)中以及可由穿线孔(8)中移除的板环(9)，所述通光孔(10)位于所述板环(9)上。

5.根据权利要求4所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，所述板环(9)包括位于外侧的橡胶圈及固定于橡胶圈内侧的刚性板体，所述通光孔(10)开设在所述刚性板体上。

6.根据权利要求1所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，所述探针孔(16)的两端之间还设置有扩孔段(18)；

所述柱状段(20)上还设置有均与所述扩孔段(18)相通的注胶孔(17)及均压孔(19)。

7.根据权利要求1所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，还包括为直管段的导向管(5)，所述导向管(5)的内径大于或等于光纤探针的直径；

所述导向管(5)用于：在完成导向管(5)与柱状段(20)的相对位置固定后，通过将光纤探针局部嵌入导向管(5)中，局部嵌入探针孔(16)中，完成光纤探针与探针孔(16)的夹角固定；

所述相对位置固定为：导向管(5)与探针孔(16)同轴。

8.根据权利要求1所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，所述柱状段(20)上还开设有第一观察孔(14)，所述第一观察孔(14)的位置满足：在雷管(4)安装于安装腔(11)中、设置在探针孔(16)中的光纤探针发射光线并照射在雷管(4)的端面上后，可通过第一观察孔(14)观察所述光线在雷管(4)端面上形成光斑的光斑位置。

9.根据权利要求8所述的一种用于雷管作用时间测量的固定装置，其特征在于，还包括可套设在柱状段(20)上的套环(6)，所述套环(6)的侧壁上设置有第二观察孔(7)，所述第二观察孔(7)的孔径小于第一观察孔(14)的孔径；

所述套环可在柱状段(20)上相对于柱状段(20)的轴线滑动和转动；

在所述滑动和转动过程中，第二观察孔(7)可与第一观察孔(14)重叠且相对于第一观察孔(14)发生位置改变。

10.一种用于雷管作用时间测量的固定方法，其特征在于，该方法采用权利要求1至9中任意一项所述的固定装置固定雷管(4)及光纤探针，所述光线探针用于雷管(4)的作用时间测量；

所述固定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在雷管(4)安装于安装腔(11)之前，将压帽(2)安装于柱状段(20)上；

S2、通过所述探针孔(16)将光纤探针固定于柱状段(20)上，具体为：

将光纤探针嵌入探针孔(16)中，观察由光纤探针发出的光线穿过通光孔(10)的情况；

当所述光线穿过通光孔(10)时，固定光纤探针相对于柱状段(20)轴线的角度；

当所述光线不能穿过通光孔(10)时，调整光纤探针相对于柱状段(20)轴线的角度，当所述光线穿过通光孔(10)时，固定光纤探针相对于柱状段(20)轴线的角度；

S3、拆卸压帽(2)，由柱状段(20)上用于连接压帽(2)的一段将雷管(4)安装于所述安装腔(11)中；

S4、固定压帽(2)，通过所述压帽(2)，固定雷管(4)在安装腔(11)中的位置。

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