CN219871397U - 基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，以解决基于自身实验场景下对加速度传感器的进行选型时，若逐个对各种类型加速度传感器进行考核，其考核效率太低且不准确的问题。具体包括PDV探测组件、底板、基准立板、考核单元及N个测试立板；N≥1且为整数；底板水平放置；基准立板和测试立板均垂直安装于底板上；基准立板和N个测试立板绕底板的中心均匀分布，且二者的迎爆面均朝向底板的中垂线所在直线，在基准立板和各测试立板之间形成爆炸空间；各个测试立板的背爆面用于安装待考核加速度传感器；考核单元与各个待考核加速度传感器及PDV探测组件连接；PDV探测组件设置于底板外侧，其作用端与基准立板的背爆面相对。

Description

基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置

技术领域

本发明涉及加速度传感器考核装置，具体涉及一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置。

背景技术

爆炸是一种极为快速的物理或化学的能量释放过程。在爆炸过程中，物质的潜在能量将转化为强烈的压缩能，并急剧膨胀对外做功，造成爆炸流场周围的效应物发生不同程度的震动和变形破坏。效应物的加速度参量反映了爆炸载荷作用下结构的震动和受力情况，在结构的诸多动态响应参量中占据十分重要的地位。通过在结构典型位置处布设多个加速度传感器可得到整体结构的震动分布数据。从实测加速度曲线中可提取震动起始时刻、震动峰值、持续时间等特征参数。进一步对实测加速度曲线积分还可得到相应的速度时程曲线和位移时程曲线，为结构毁伤机理分析及仿真计算模型校正提供重要的毁伤数据。

然而，现有高g值加速度传感器种类繁多，根据技术原理可大致分为压电式(PE)和压阻式(PR)两种不同类型。不同类型加速度传感器有其自身的优缺点和适用范围。即使技术原理相同，不同厂家生产的加速度传感器在安装方式、性能规格、供电要求及信号调理等方面也不尽相同，这将造成加速度考核结果存在一定差异。为了选择合适的加速度传感器，确保真实爆炸实验过程中获取有效、可靠的加速度数据，相关技术人员必须充分了解和掌握各类型加速度传感器的应用特点，并根据自身实验场景和需求完成加速度传感器的选型。因此开展不同类型高g值加速度传感器可靠性的考核实验，定量对比各种加速度传感器的考核结果差异具有重要意义。但是逐个对各种加速度传感器进行考核，其效率太低，而且实验环境稍有变化，则对比的考核结果差异便不够精准。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，以解决基于自身实验场景和需求下对加速度传感器的进行选型时，若逐个对各种类型加速度传感器进行考核，其考核效率太低，而且实验环境稍有差异，则考核结果差异便不够精准的技术问题。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特殊之处在于：包括PDV探测组件、底板、基准立板、考核单元以及N个测试立板；N≥1且为整数；

所述底板水平放置；

所述基准立板和测试立板均垂直安装于底板上；

所述基准立板和测试立板的大小及形状相同；

所述基准立板和N个测试立板绕底板的中心均匀分布，且所述基准立板和各个测试立板的迎爆面均朝向底板的中垂线所在直线设置，在基准立板和N个测试立板之间形成爆炸空间；

所述基准立板与相邻的测试立板之间以及相邻的两个测试立板之间均设有间隙；

各个所述测试立板的背爆面用于安装待考核加速度传感器；所述背爆面为迎爆面的背面；

所述考核单元与各个待考核加速度传感器以及PDV探测组件连接；

所述PDV探测组件设置于底板外侧，其作用端与基准立板的背爆面相对。

进一步地，为了适应不同量程的待考核加速度传感器，提高装置的适用范围，本发明做了以下改进：

还包括多组可替换安装板；

每组中包含N+1个厚度相同的可替换安装板；不同组的可替换安装板厚度均不同；

所述基准立板及测试立板的中心分别设有安装通孔；

每组所述可替换安装板用于分别安装在基准立板及N个测试立板的所述安装通孔处，测试立板上的可替换安装板的背爆面用于安装待考核加速度传感器。

进一步地，为了使PDV探测器组件的作用端与基准立板的背爆面中心相对，以提高探测信号的准确性；

所述PDV探测组件包括探测支架和PDV探测器；

所述探测支架设置于底板外侧；

所述PDV探测器安装于探测支架上，并与考核单元连接，其探头与基准立板的背爆面中心相对。

进一步地，所述基准立板和测试立板的背爆面与底板之间均设有加强筋板。

进一步地，所述可替换安装板的背爆面上设有AB胶或安装螺栓，用于安装待考核加速度传感器。

进一步地，所述测试立板的数量N的范围为2～6个。

本发明还提供了一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核方法，基于上述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、将底板水平固定设置；

步骤2、在至少一个测试立板上安装一个待考核加速度传感器；将PDV探测组件设置在底板外侧，使其作用端与基准立板的背爆面相对；将各个待考核加速度传感器和PDV探测组件分别与考核单元连接；在爆炸空间的中心放置炸药；

步骤3、启动考核单元，引爆炸药，各个待考核加速度传感器及PDV探测组件获取炸药爆炸时测试立板和基准立板的震动的爆炸信号并发送至考核单元；

步骤4、考核单元通过数据处理得到各个待考核加速度传感器的速度时程曲线，将各个待考核加速度传感器的速度时程曲线与PDV探测组件探测的PDV数据进行对比分析，得到各个加速度传感器考核结果的差异。

进一步地，还包括：

步骤5、根据各个加速度传感器考核结果的差异选取相应的加速度传感器。

进一步地，步骤2中具体为：

步骤2、选择一组可替换安装板，将其分别安装在基准立板和N个测试立板上；在至少一个可替换安装板上安装一个待考核加速度传感器；将PDV探测组件设置在底板外侧，使其作用端与基准立板上可替换安装板的背爆面中心相对；将各个待考核加速度传感器和PDV探测组件分别与考核单元连接；在爆炸空间的中心放置炸药。

进一步地，步骤2中，放置炸药时，通过在炸药底部设置支撑架的方式或者通过悬吊的方式，使炸药与各个待考核加速度传感器位于同一高度。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置及方法可一次性对多个不同类型、不同安装方式的高g值加速度传感器的可靠性进行考核，以PDV探测组件同时测量的PDV数据为基准，完成各个加速度传感器可靠性的考核，提高了加速度传感器测试考核效率。

2、本发明通过合理的布局设计，确保不同测试立板有相同的爆炸载荷输入，避免了单个加速度传感器考核中爆炸环境输入差异对考核结果的影响，大大提高了测试考核结果的准确性。

3、本发明设置了多组不同厚度的可替换安装板，通过更换可替换安装板，可进行不同爆炸当量的考核实验，满足不同量程的加速度传感器考核需求，提高了加速度传感器考核装置适用范围。

4、本发明的多类型加速度传感器考核装置结构简单、安装便利且可重复使用，实验后仅需对变形的可替换安装板进行更换，即可进行后续考核实验，节约了实验成本。

附图说明

图1是本发明一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置实施例的俯视图；

图2是本发明一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置实施例的侧视图；

图3是本发明实施例中某考核实验实测结果对比图。

1-PDV探测组件，11-探测支架，12-PDV探测器，2-底板，3-基准立板，4-测试立板，5-可替换安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，结合图1和图2所示，包括PDV探测组件1、底板2、基准立板3、考核单元、三个测试立板4以及多组可替换安装板5；底板2为金属材质制作，并水平固定在地面上；在底板2四周边缘通过点焊将其与地面固定。基准立板3和三个测试立板4均垂直焊接在底板2上方；基准立板3和测试立板4的大小尺寸及形状均相同；基准立板3和三个测试立板4绕底板2的中心均匀分布，且基准立板3和三个测试立板4的迎爆面均朝向底板2的中垂线所在直线设置，在基准立板3和三个测试立板4之间形成半封闭的爆炸空间；基准立板3与相邻的测试立板4之间以及相邻的两个测试立板4之间均设有间隙；基准立板3和每个测试立板4的背爆面与底板2之间均设有两个加强筋板6。每组可替换安装板5中包含四个厚度相同的可替换安装板5，厚度相同则在同一场景同一时间内采集的数据更具可比性，其对比结果也更加准确；不同组的可替换安装板5厚度均不同，便于适应不同量程的加速度传感器考核；基准立板3及测试立板4的中心分别设有安装通孔；可替换安装板5用于安装在安装通孔处；可替换安装板5的背爆面上设有AB胶或安装螺栓，用于安装不同类型的待考核加速度传感器。背爆面为迎爆面的背面，即远离炸药的一面；PDV探测组件1包括探测支架11和PDV探测器12；探测支架11设置于底板2外侧；PDV探测器12安装于探测支架11上，其探头与基准立板3的背爆面相对。考核单元与各个待考核加速度传感器以及PDV探测器12连接。

步骤1、将底板2水平固定设置。

步骤2、选择一组可替换安装板5，将其分别安装在基准立板3和三个测试立板4上，通过内六角螺栓及螺帽固定；再将待考核加速度传感器依次安装在三个测试立板4的三个厚度相同的可替换安装板5上，且安装在统一相应位置，优选可替换安装板5中心，一个可替换安装板5上仅安装一个，位于基准立板3上的可替换安装板5上不安装；考虑到不同待考核加速度传感器的安装方式可能存在差异，待考核加速度传感器采用螺柱安装法时，可在可替换安装板5中心焊接配套的螺柱；若采用粘贴安装法时，可利用AB胶将待考核加速度传感器直接粘贴在可替换安装板5中心。将PDV探测组件1设置在底板2外侧，使其作用端与基准立板3上的可替换安装板5背爆面中心相对；将各个待考核加速度传感器和PDV探测组件1中的PDV探测器12分别与考核单元连接；待考核试单元调试完成后，在底板2中心放置炸药。放置炸药时，通过在炸药底部设置支撑架的方式或者通过悬吊的方式，使炸药与各个待考核加速度传感器位于同一高度。

步骤3、考核单元设置为待触发状态，引爆炸药，炸药爆炸，炸药起爆后产生的冲击波向四周传播，并作用在各个可替换安装板5的迎爆面上，同时引起基准立板3和各个测试立板4的震动，各个待考核加速度传感器及PDV探测器12获取可替换安装板5的震动信号并发送至考核单元。

步骤4、考核单元进行数据处理，可以得到不同待考核加速度传感器的震动时间历程曲线，对其进行一次积分可得到可替换安装板5中心的速度时间历程曲线，将各待考核加速度传感器的速度时程曲线与PDV探测器12获取的PDV数据进行对比，可定量分析各待考核加速度传感器考核结果的差异。如图3所示，将各速度时程曲线曲线与PDV数据对比，考核不同类型加速度传感器的可靠性。

步骤5、根据各个加速度传感器考核结果的差异优选可靠性相对较高的加速度传感器进行实际应用。

本发明提供的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置及方法，为高g值加速度传感器的选型提供了可靠依据，其结构简单、安装便利、可重复使用、一次实验可完成多个加速度传感器考核，考核效率高且准确。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：包括PDV探测组件(1)、底板(2)、基准立板(3)、考核单元以及N个测试立板(4)；N≥1且为整数；

所述底板(2)水平放置；

所述基准立板(3)和测试立板(4)均垂直安装于底板(2)上；

所述基准立板(3)和测试立板(4)的大小及形状相同；

所述基准立板(3)和N个测试立板(4)绕底板(2)的中垂线均匀分布，且所述基准立板(3)和各个测试立板(4)的迎爆面均朝向底板(2)的中垂线所在直线设置，在基准立板(3)和N个测试立板(4)之间形成爆炸空间；

所述基准立板(3)与相邻的测试立板(4)之间以及相邻的两个测试立板(4)之间均设有间隙；

各个所述测试立板(4)的背爆面用于安装待考核加速度传感器；所述背爆面为迎爆面的背面；所述考核单元与各个待考核加速度传感器以及PDV探测组件(1)连接；

所述PDV探测组件(1)设置于底板(2)外侧，其作用端与基准立板(3)的背爆面相对。

2.根据权利要求1所述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：还包括多组可替换安装板(5)；

每组中包含N+1个厚度相同的可替换安装板(5)；不同组的可替换安装板(5)厚度均不同；

所述基准立板(3)及测试立板(4)的中心分别设有安装通孔；

每组所述可替换安装板(5)用于分别安装在基准立板(3)及N个测试立板(4)的所述安装通孔处，测试立板(4)上的可替换安装板(5)的背爆面用于安装待考核加速度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：所述PDV探测组件(1)包括探测支架(11)和PDV探测器(12)；

所述探测支架(11)设置于底板(2)外侧；

所述PDV探测器(12)安装于探测支架(11)上，并与考核单元连接，其探头与基准立板(3)的背爆面中心相对。

4.根据权利要求3所述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：所述基准立板(3)和测试立板(4)的背爆面与底板(2)之间均设有加强筋板(6)。

5.根据权利要求2所述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：所述可替换安装板(5)的背爆面上设有AB胶或安装螺栓，用于安装待考核加速度传感器。

6.根据权利要求4所述的基于爆炸加载的多类型加速度传感器考核装置，其特征在于：所述测试立板(4)的数量N的范围为2～6个。