CN211527602U - 一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及冲击压缩技术领域，具体涉及一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，包括正弦波面样品、探针固定件、加热管套、触发探针、多根电探针、第一电阻单元、电容、电源和示波器，所述正弦波面样品和探针固定件分别设置在加热管套内，正弦波面样品和探针固定件分别为楔形结构，且正弦波面样品的楔形面与探针固定件的楔形面相对应。本实用新型通过分析电探针安装位置与电探针导通时间的关系，即可得到冲击波阵面扰动振幅的演化规律，获得冲击波阵面扰动振幅振荡衰减规律，进一步地，就能够分析出样品材料在既定温压环境下的剪切粘性系数，可实现检测高温高压下金属的剪切粘性系数，对深入分析研究材料的冲击动力学特征具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及冲击压缩技术领域，具体涉及一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统。
背景技术
极端条件下研究凝聚态物质的性质及其变化规律是物理学研究的前沿领域之一，这一研究与人类社会发展关系密切。宇宙中的绝大部分凝聚态物质均处在高压状态下，高温高压极端条件下，凝聚态物质中的原子/分子距离将缩短，相互作用显著增强，原子内层电子可参与成键，原有的结构会被破坏，导致物质相变，物性变化，甚至出现不同于常态的新奇的物理现象。因此，物质在超高压等极端条件下的行为研究可广泛应用于国防、新能源、新材料、地学、行星科学、化学、凝聚态物理、生物医学等领域。
粘性是材料的物性之一。①研究核武器内爆压缩问题的关键参数；众所周知，核武器的动作发展过程可以分成多个阶段，其中最为关键的是内爆压缩做功过程的几个力学阶段。对这些力学阶段描述的准确程度，直接影响到对随后核反应过程的准确预估。在金属飞层吸能加速飞行及减速压缩过程中，金属的温度可达数千度以上，相应的压力可以达到百万大气压量级。为了准确描述这一过程，应该将处于高温高压状态下的流场运动当作有效粘性流场处理。以往的大量数值模拟结果表明：流场物质的粘滞特性是影响内爆压缩产生的高温高压条件持续时间、裂变金属材料的界面形状以及裂变金属材料内部物理参量分布的重要因素之一。在定量求解粘性流场的动力学方程组时，要求预先研究高温高压条件下某些金属物质的有效粘性。②地球动力学研究的关键参数；地球内部处于高温高压状态，地心压强约360GPa，温度几千度，生活在地球表面的人类所感受到的各种地质活动(地震，火山喷发等)，无一不与地球内部物质的性质，状态，以及由此引发的地球深部物质运动有关。所以对高温高压条件下材料的物性的研究，为人类了解并尽量避免自然灾害提供理论支持。
综上，在高温高压状态下凝聚态物质的粘性是地球深部动力学和爆炸力学等研究领域中非常关键的物性参量之一，但现有的技术文献中鲜有相关的实验测量系统。为弥补现有技术中的空白，本实用新型提供一种可实现检测高温高压下金属的剪切粘性系数的正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，通过分析电探针安装位置与电探针导通时间的关系，即可得到冲击波阵面扰动振幅的演化规律，获得冲击波阵面扰动振幅振荡衰减规律，进一步地，就能够分析出样品材料在既定温压度环境下的剪切粘性系数，对深入分析研究材料的冲击动力学特征具有重要意义。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，包括正弦波面样品、探针固定件、加热管套、触发探针、多根电探针、第一电阻单元、电容、电源和示波器，所述正弦波面样品和探针固定件分别设置在加热管套内，正弦波面样品和探针固定件分别为楔形结构，且正弦波面样品的楔形面与探针固定件的楔形面相对应，正弦波面样品的楔形面上设置有绝缘层，探针固定件上设置有触发探针孔、以及至少3列电探针孔，每列电探针孔与正弦波面样品的波峰或波谷对应设置；
所述触发探针的一端依次穿过触发探针孔和正弦波面样品，触发探针的另一端通过第一电阻单元与电容连接，所述电容与电源并联；
电探针与电探针孔一一对应设置，且电探针的一端穿过电探针孔，电探针的另一端连接有第二电阻单元，每列电探针中，根据正弦波面样品的厚度，从厚到薄第二电阻单元依次串联连接，构成一列检测组，检测组通过第一电阻单元与电容连接，各检测组之间并联设置，且各检测组分别通过一条记录线缆通道与示波器连接。
具体地，所述触发探针的探头位于正弦波面样品表面飞片可触及区域。
进一步地，所述探针固定件上设置有多个呈列阵设置的电探针孔，电探针孔呈至少3列设置，相邻的两列电探针孔，其中一列与正弦波面样品的波峰对应设置，另一列与正弦波面样品的波谷对应设置。优选地，所述电探针孔靠近正弦波面样品较薄的一端设置。
进一步地，位于加热管套内的电探针部分和触发探针部分上分别套设有绝热套管。
进一步地，所述加热管套的内壁上设置有环形限位件，所述环形限位件与探针固定件抵接。
进一步地，所述绝缘层的厚度不大于50μm。
进一步地，所述电探针与电探针孔一一对应设置，且电探针的一端穿过电探针孔，且所有电探针的探头与探针固定件的楔形面处于同一平面。
进一步地，所述检测组包括第三电阻单元，所述第一电阻单元通过第三电阻单元与第二电阻单元连接。
进一步地，所述第一电阻单元与位于端部的第二电阻单元连接。
进一步地，所述检测系统包括两个触发探针孔和两个触发探针，所述触发探针之间并联设置。
进一步地，所述加热管套的内壁上设置有温度检测单元。
本实用新型的有益效果是：本实用新型用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，通过分析电探针安装位置与电探针导通时间的关系，即可得到冲击波阵面扰动振幅的演化规律，获得冲击波阵面扰动振幅振荡衰减规律，进一步地，就能够分析出样品材料在既定温压环境下的剪切粘性系数，可实现检测高温高压下金属的剪切粘性系数，对深入分析研究材料的动力学特征具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型检测系统的结构示意图；
图2为本实用新型一个检测组的电路连接示意图；
图3为本实用新型电探针与探针固定件的安装连接示意图；
图4为本实用新型探针固定件的结构示意图；
图中，1-正弦波面样品，2-探针固定件，3-加热管套，4-触发探针，5-电探针，6-第一电阻单元，7-电容，8-电源，9-示波器，10-触发探针孔，11-电探针孔，12-第二电阻单元，13-第三电阻单元，14-检测组，15-绝缘层，17-绝热套管，18-环形限位件，19-飞片。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1～图4所示，一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，包括正弦波面样品1、探针固定件2、加热管套3、触发探针4、多根电探针5、第一电阻单元6、电容7、电源8和示波器9，所述正弦波面样品1和探针固定件2分别设置在加热管套3内，正弦波面样品1和探针固定件2分别为楔形结构，且正弦波面样品1的楔形面与探针固定件2的楔形面相对应，正弦波面样品1的楔形面上设置有导电层，探针固定件2上设置有触发探针孔10、以及至少3列电探针孔11，每列电探针孔11与正弦波面样品1的波峰或波谷对应设置，
所述触发探针4的一端依次穿过触发探针孔10和正弦波面样品1，触发探针4的另一端通过第一电阻单元6与电容7连接，所述电容7与电源8并联；
电探针5与电探针孔11一一对应设置，且电探针5的一端穿过电探针孔11，电探针5的另一端连接有第二电阻单元12，每列电探针5中，根据正弦波面样品1的厚度，从厚到薄第二电阻单元12依次串联连接，构成一列检测组14，检测组14通过第一电阻单元6与电容连接，各检测组14之间并联设置，且各检测组14分别通过一条记录线缆通道与示波器9连接。
具体地，所述触发探针4的探头位于正弦波面样品1表面飞片19可触及区域。
具体地，所述探针固定件2上设置有多个呈列阵设置的电探针孔11，电探针孔11呈至少3列设置，相邻的两列电探针孔11，其中一列与正弦波面样品1的波峰对应设置，另一列与正弦波面样品1的波谷对应设置。优选地，所述电探针孔11靠近正弦波面样品1较薄的一端设置。
具体地，位于加热管套3内的电探针5部分和触发探针4部分上分别套设有绝热套管17。优选地，所述绝热套管17具有绝缘属性。
具体地，所述加热管套3的内壁上设置有环形限位件18，所述环形限位件18与探针固定件2抵接。
具体地，所述绝缘层的厚度不大于50μm。
优选地，轻气炮的飞片19为金属材质。
具体地，所述电探针5与电探针孔11一一对应设置，且电探针5的一端穿过电探针孔11，且所有电探针5的探头与探针固定件2的楔形面处于同一平面。具体地，所述绝缘层15与探针固定件2的楔形面抵接。
具体地，所述检测组14包括第三电阻单元13，所述第一电阻单元6通过第三电阻单元13与第二电阻单元12连接。优选地，在检测组14内，相邻电探针5之间的间距相等。
具体地，所述第一电阻单元6与位于端部的第二电阻单元12连接。
具体地，所述检测系统包括两个触发探针孔10和两个触发探针4，所述触发探针4之间并联设置。
具体地，所述加热管套3的内壁上设置有温度检测单元。
具体地，所述探针固定件2为绝缘材质。
使用时，搭设好检测系统，然后控制加热管套3工作，让正弦波面样品1处于预定温度环境中，由于探针受到绝热套管17的保护，有效保护探针不受环境温度变化影响；然后启动轻气炮，发出飞片19撞击正弦波面样品1的正弦波面，在飞片19撞击到样品1时，触发探针4导通，并使得示波器9触发，并将示波器9触发的时间点作为时间起点，然后随着冲击波达到样品1的楔形测量面，根据样品1的厚度不同，电探针5依次导通，由于电探针5的分流短路效应，分压电阻依次减小，示波器记录的电压幅度将依次降低，并记录下各电探针5导通的各个时间点，在一个优选实施例中，可以通过合理选择检测组14内各个第二电阻单元12的电阻值，使每一个第二电阻单元12导通时引起的电压降幅度基本相等，便于判读；然后通过分析电探针5安装位置与电探针5导通时间的关系，即可得到冲击波阵面扰动振幅的演化规律，获得冲击波阵面扰动振幅振荡衰减规律，进一步地，就能够分析出样品材料在既定温度环境下的剪切粘性系数，对深入分析研究材料的冲击动力学特征具有重要意义。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，包括正弦波面样品、探针固定件、加热管套、触发探针、多根电探针、第一电阻单元、电容、电源和示波器，所述正弦波面样品和探针固定件分别设置在加热管套内，正弦波面样品和探针固定件分别为楔形结构，且正弦波面样品的楔形面与探针固定件的楔形面相对应，正弦波面样品的楔形面上设置有绝缘层，探针固定件上设置有触发探针孔、以及至少3列电探针孔，每列电探针孔与正弦波面样品的波峰或波谷对应设置；
所述触发探针的一端依次穿过触发探针孔和正弦波面样品，触发探针的另一端与电容连接，所述电容与电源并联；
电探针与电探针孔一一对应设置，且电探针的一端穿过电探针孔，电探针的另一端连接有第二电阻单元，每列电探针中，根据正弦波面样品的厚度，从厚到薄第二电阻单元依次串联连接，构成一列检测组，检测组通过第一电阻单元与电容连接，各检测组之间并联设置，且各检测组分别通过一条记录线缆通道与示波器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述探针固定件上设置有多个呈列阵设置的电探针孔，电探针孔呈至少3列设置，相邻的两列电探针孔，其中一列与正弦波面样品的波峰对应设置，另一列与正弦波面样品的波谷对应设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，位于加热管套内的电探针部分和触发探针部分上分别套设有绝热套管。
4.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述加热管套的内壁上设置有环形限位件，所述环形限位件与探针固定件抵接。
5.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述绝缘层厚度不大于50μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述检测组包括第三电阻单元，所述第一电阻单元通过第三电阻单元与第二电阻单元连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述第一电阻单元与位于端部的第二电阻单元连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于正弦波面样品轻气炮加载试验的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括两个触发探针孔和两个触发探针，所述触发探针之间并联设置。
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|---|---|---|---|---|
| CN114812791A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-29 | 西南交通大学 | 一种基于并联电阻阵列的冲击波位置及波形传感器 |
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| CN114812791A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-29 | 西南交通大学 | 一种基于并联电阻阵列的冲击波位置及波形传感器 |
| CN114812791B (zh) * | 2022-04-25 | 2024-01-30 | 西南交通大学 | 一种基于并联电阻阵列的冲击波位置及波形传感器 |
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