CN201463743U - 爆炸光信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爆炸光信号采集装置，包含箱体、光信号传输模块和光信号处理模块。其中，光信号传输模块为光纤，光纤的信号输入端经开孔装配入箱体，信号输出端通向箱体外部的光信号处理模块。在箱体内，信号输入端优选装配到靠近待测试样连接到起爆控制器的一端，以降低爆炸冲击波对该端的损坏。进一步地，在光纤外部还有一保护管，该保护管采用能抵抗爆炸冲击的硬质材料构成，例如硬质塑料管、钢化玻璃管或金属管等。将光纤装配入保护管空腔中，且光纤装配入箱体的部分完全地处于空腔中，从而确保光纤不受爆炸冲击的影响。如此技术方案，实现了一种光信号传输性能更优的采集装置，从而提高了对火工品延期时间测量的可靠性。

Description

爆炸光信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及火工品检测技术领域，尤其涉及一种用于采集爆炸产生的光信号的装置。

背景技术

在火工品检测技术领域，将火工品从输入端接受规定的外部能量刺激到燃烧或爆炸所需的时间叫做火工品的作用时间。火工品的作用时间是考察火工品特性和功能的一个重要方面。随着爆破技术在城市建设以及各种拆除工程中的广泛采用，对爆破延时精度的要求也越来越高。为了获得火工品的延期精度，需要测量雷管等火工品的作用时间。

在对火工品作用时间进行测量时，需要获得I靶信号和II靶信号。其中，I靶信号，即延期时间的起始时刻，是在对火工品施加外界能量的同时获得的，II靶信号是利用火工品作用过程中产生的物理化学效应，比如光、声、热、振动、压力波、电离现象、破坏效应等，通过从模拟量到数字量的转换而获得的。I靶信号和II靶信号之间的时间间隔即为火工品的作用时间。

根据II靶信号的获取方式，火工品延期时间的测量方法分为探针法、靶线法、声电法、光电法等。其中，(1)探针法利用火工品爆炸的电离作用以及爆炸产物中的导电离子使互相分离的两根探针导通来获取II靶信号。但这种方法中，探针位置需要靠近火工品的作用区域，极易受损，使得测量过程存在一定程度的不确定性。(2)靶线法利用环绕在火工品上的漆包铜线的由导通到断开的状态变化来获取II靶信号。这种方法受人为因素的影响较大。例如，漆包线缠绕的松或紧，都对线被炸断的时间有影响，从而影响到待测试样延期精度的测量结果。除此之外，雷管爆炸过程产生的等离子体，使炸断的漆包线的通断状态并不稳定，可能出现时通时断的现象，同样会影响测量的准确性。(3)声电法将爆炸产生的声音转换为电信号来获取II靶信号。但由于声音传播速度较慢，并且受环境因素影响较大，因此声电法测量精度不高，而且易受背景噪声(如人的声音、周边环境的噪声，特别是其它火工实验产生的爆炸声等)的影响。

因此，目前通常采用光电测量法，即利用光电信号转换元件对爆炸产生的强光的敏感，将光信号转换为电信号来获取II靶信号。这种方法利用光的快速传播特性，实现了非接触式测量。现有的用于光电测量的光信号采集装置，一般采用透镜或者透光平面将爆炸产生的光信号传输到光电信号转换元件，转换为电信号后输出到光信号处理模块。但这种方案存在以下缺陷：

1.因光电信号转换元件需靠近透镜或透光平面放置，因此需长距离传输电信号，这就易受电磁干扰而引起误触发，从而影响测量装置的可靠性。

2.采用密闭箱体爆炸试样时，需要在箱体内壁(含顶面、侧面和底面的内壁)放置若干能抗击爆炸冲击能量的保护板，以避免箱体的损毁。因此，有可能因试样落入保护板之间而无法通过透镜或透光平面将光信号传出，这就会影响延期时间的测量可靠性。

3.透镜或者透光平面极易在测量过程中被损毁，从而需要经常更换，增大了测量成本.

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种光信号传输性能更优的光信号采集装置，旨在为火工品延期时间测量装置提供可靠的II靶信号，从而提高对雷管等火工品的延期精度测量的可靠性。

本实用新型的技术目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的爆炸光信号采集装置，包含箱体、光信号传输模块和光信号处理模块。在箱体上有开孔，待测试样经由开孔装配入箱体，且该待测试样的一端连接到箱体外部的起爆控制器。上述光信号传输模块取为光纤，且光纤的一端经由箱体上的开孔装配入箱体，构成光信号传输模块的信号输入端；光纤的另一端通向箱体外部的光信号处理模块，构成光信号传输模块的信号输出端。

上述技术方案中，箱体内部的待测试样爆炸产生的光信号，经由光纤构成的光信号传输模块，传输至箱体外部的光信号处理模块；这一光信号经由光信号处理模块中的光电信号转换元件，即可转化为电信号，从而为延期时间测量提供了准确可靠的II靶信号。这一方案的好处在于：

1.光纤传输无能量衰减，从而能向光电信号转换元件提供足够强度的光信号，使之最大程度地将爆炸光转换为电信号。

2.光具有很高的传输速度，其在光纤中的传输时间对延期时间测量的影响可忽略不计，不会产生明显的测量误差。

3.光纤可长距离传输光信号，且传输过程不会受到电磁干扰等影响，因此避免了长距离传输电信号而存在的误触发的可能性，从而能保证测量的可靠性。

本实用新型的光信号采集装置，在箱体内，光纤的信号输入端优选装配在靠近待测试样连接到起爆控制器的一端。由于该端为爆炸冲击波作用力量最小的部位，因此，将光纤在箱体内的部分装配于此，可以大大降低爆炸对光纤的损坏，从而降低测量的成本。

本实用新型的一种更优的方案在于，在光纤外部套一保护管，光纤装配入该保护管的空腔中。当爆炸发生时，光纤位于保护管的空腔中，保护管的阻隔作用就能更好地避免光纤不因爆炸而损坏。

为更好地保护光纤不被试样的爆炸损毁，将爆炸对光纤的损坏降至最低，可使得光纤装配入箱体的部分完全地处于保护管的空腔中，亦即，光纤进入箱体的深度小于保护管进入箱体的深度。

若保护管经由箱体上的开孔进入箱体，与箱体的内壁持平，则该技术方案在确保光纤正常获取爆炸光信号的同时，还能进一步避免光纤受试样爆炸的影响，并且，该方案还能避免保护管的损坏，进而降低测量成本。

上述保护管可采用能抵抗爆炸冲击波的硬质材料制成，如硬质塑料管、钢化玻璃管、或者金属管等。

附图说明

图1为本实用新型光信号采集装置的构成示意图；

图2为本实用新型采用光纤传输光信号的实施示意图；

图3为本实用新型采用保护管保护光纤的实施示意图；

图4为本实用新型保护管在箱体内与箱体内壁持平的实施示意图；

图5为本实用新型光信号采集装置用于雷管测量的实施示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

本实用新型的爆炸光信号采集装置200，包含箱体201、光信号传输模块205和光信号处理模块203，如图1所示。在箱体201上有开孔，图1所示实施方式中的开孔10和11均位于箱体201的顶端平面。图1中，待测试样400经由开孔10装配入箱体201中，且待测试样400连接到箱体201外部的起爆控制器500。光信号传输模块205的一端经由开孔11装配入箱体201中，构成光信号传输模块205的信号输入端1；光信号传输模块205的另一端通向箱体201外部的光信号处理模块203，构成光信号传输模块205的信号输出端2。

将上述光信号传输模块205取为光纤202，如图2所示。箱体201内部的待测试样400爆炸产生的光信号，经由光纤202构成的光信号传输模块205，传输至箱体201外部的光信号处理模块203；这一光信号经由光信号处理模块203中的光电信号转换元件，即可转化为电信号，从而实现了为待测试样400的延期时间测量提供II靶信号。

在箱体201中，光纤202的信号输入端1优选装配在靠近待测试样400连接到起爆控制器500的一端，参见雷管测量实施图图5所示。以雷管试样为例，雷管脚线402位于管壳的口部，而雷管401装药位于管壳的底部。当雷管401爆炸时，爆炸冲击波将主要以管壳的中轴线向管壳底部方向的延长线为中心、呈扇形向管壳底部各个方向散射。因此，雷管脚线402所在的部位为爆炸冲击波作用力量最小的部位。将光纤202在箱体201内的部分装配于此，就可以大大降低爆炸对光纤202造成损坏的可能性，从而降低测量的成本。

如图3所示，在光纤202外部套一保护管204，将光纤202装配入该保护管204的空腔中。当爆炸发生时，光纤202位于保护管204的空腔中，保护管204的阻隔作用就能更好地避免光纤202不因爆炸而损坏。并且，为更好地保护光纤202不被试样400的爆炸损毁，将爆炸对光纤202的损坏降至最低，还可使得光纤202装配入箱体201的部分完全地处于保护管204的空腔中，亦即，光纤202进入箱体201的深度小于保护管204进入箱体201的深度，从而保护管204可以完全地阻隔爆炸物对光纤202的损毁。

将保护管204经由箱体201上的开孔进入箱体201，并使得保护管204与箱体201的内壁持平，如图4所示，则该技术方案在确保光纤202正常获取爆炸光信号的同时，还能进一步避免光纤202受试样400爆炸的影响，并且，该方案还能避免保护管204的损坏，进而降低测量成本。

上述保护管204可采用能抵抗爆炸冲击波的硬质材料制成，如硬质塑料管、钢化玻璃管、或者金属管等。保护管204优选为铜管。

本实用新型中所提到的箱体201，其顶端或侧壁平面可以有一个开孔10，参见图2和图5所示，即待测试样400与光信号传输模块205通过同一开孔10进入箱体201.箱体201的顶端或侧壁平面也可有两个或两个以上开孔，这些开孔可以同时位于箱体201的顶端平面或侧壁平面，如图1和图4所示；也可分别位于箱体201的顶端平面和侧壁平面，如图3所示.对于本实用新型来说，开孔的个数与位置不影响光信号传输的效果，诸个实施例等效.

需要特别说明的是，在待测试样400爆炸后，即使光纤202被损坏也不会影响光信号的采集，因为光纤202在爆炸瞬间已成功将爆炸产生的光信号传输至箱体201外部的光信号处理模块203，故这种损坏不会影响待测试样400的延时测量结果。

Claims (9)

1.一种爆炸光信号采集装置，包含箱体、光信号传输模块、和光信号处理模块，

所述箱体上有开孔，待测试样经由开孔装配入所述箱体；所述待测试样连接到所述箱体外部的起爆控制器，

其特征在于：

所述光信号传输模块为光纤，

所述光纤的一端经由所述箱体上的开孔装配入所述箱体，构成所述光信号传输模块的信号输入端；所述光纤的另一端通向所述箱体外部的所述光信号处理模块，构成所述光信号传输模块的信号输出端。

2.按照权利要求1所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述箱体内，所述信号输入端靠近所述待测试样连接到所述起爆控制器的一端。

3.按照权利要求1或2所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述光纤外部还有一保护管，所述光纤装配入所述保护管的空腔中。

4.按照权利要求3所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述保护管经由所述箱体上的开孔进入所述箱体，与所述箱体的内壁持平。

5.按照权利要求3所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述光纤装配入所述箱体的部分完全地处于所述保护管的空腔中。

6.按照权利要求5所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述保护管经由所述箱体上的开孔进入所述箱体，与所述箱体的内壁持平。

7.按照权利要求4、5或6所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述保护管采用能抵抗爆炸冲击波的硬质材料制成。

8.按照权利要求4、5或6所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述保护管采用硬质塑料管、钢化玻璃管、或者金属管制成。

9.按照权利要求4、5或6所述的爆炸光信号采集装置，其特征在于：

所述保护管为铜管。

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