RU2029309C1

RU2029309C1 - Method and device for measuring velocity of travelling shock waves

Info

Publication number: RU2029309C1
Authority: RU
Inventors: С.М. Мужичек; В.И. Винокуров; В.В. Ефанов; В.С. Коряковцев
Original assignee: Ставропольское высшее авиационное инженерное училище ПВО им.маршала авиации В.А.Судца
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: measuring technology. SUBSTANCE: method involves alternatively measuring time intervals between the moments of arrival at fixed points both shock wave front and identical discrete predetermined pressure values after shock wave front and determining velocity of different points of shock waves on the base of time and locating distances between the fixed points. The device for effecting method has two pressure sensors, two threshold elements, two flip-flops, pulse generator, pulse counter, two inverters, two limiters, AND gate, constant value setting unit, two OR gates, shift register, two groups each including n switches, two groups each including n threshold units, two groups each including n flip-flops, group of 2n AND gate, group of 2n pulse counters, group of 2n+1 sets of AND gates, group of 2n+1 multipliers, group of n+1 dividers. EFFECT: enhanced accuracy. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и способам измерения и может быть использовано при измерении скорости проходящей ударной волны. The invention relates to measuring equipment and measurement methods and can be used to measure the speed of a passing shock wave.

Известен способ определения скорости ударника, заключающийся в регистрации в нескольких точках, находящихся на одной линии с источником метания ударника на фиксированном расстоянии друг от друга, момента прилета ударника, измерении времени пролета ударника между фиксированными точками и определении скорости ударника по времени и пути его прохождения между этими точками [1]. A known method of determining the speed of the drummer, which consists in registering at several points located on the same line with the source of throwing the drummer at a fixed distance from each other, the moment of arrival of the drummer, measuring the time of flight of the drummer between fixed points and determining the speed of the drummer from time to time and its passage between these points [1].

Известно устройство для измерения скорости ударника, содержащее два датчика, расположенных перпендикулярно направлению движения ударника, и хронометр, причем выходы датчиков соединены с входами пуска и остановки хронометра, выход которого является выходом устройства [1]. A device for measuring the speed of the hammer, containing two sensors located perpendicular to the direction of movement of the hammer, and a chronometer, and the outputs of the sensors are connected to the inputs of the start and stop of the chronometer, the output of which is the output of the device [1].

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения скорости проходящей ударной волны. A disadvantage of the known method and device is the inability to measure the speed of a passing shock wave.

Наиболее близким к изобретению является способ определения скорости ударной волны, заключающийся в регистрации максимума давления фронта ударной волны в двух фиксированных точках, находящихся на одной линии с источником давления и на известном расстоянии друг от друга, измерении времени прохождения фронта ударной волны между фиксированными точками и вычислении скорости ударной волны как v = l/t, где l - базовое расстояние между фиксированными точками; t - время прохождения фронта ударной волны базового расстояния l [2]. Closest to the invention is a method for determining the speed of a shock wave, which consists in recording the maximum pressure of the front of the shock wave at two fixed points that are in line with the pressure source and at a known distance from each other, measuring the travel time of the front of the shock wave between the fixed points and calculating shock wave velocity as v = l / t, where l is the base distance between fixed points; t is the travel time of the shock front of the base distance l [2].

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения скорости ударной волны, содержащее замкнутый объем в виде ударной трубы, внутри которой установлена диафрагма, за которой на фиксированном расстоянии друг от друга последовательно установлены дополнитель- ный, первый и второй запускающие датчики, генератор эталонной частоты, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй ключи, расширитель импульсов, первый и второй счетчики, триггер, сдвиговый регистр, причем первый вход первого элемента И соединен с выходом дополнительного датчика, второй вход соединен через расширитель импульсов с устройством пуска трубы, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки "0" первого счетчика, входы первого и второго ключей соединены с выходами соответственно первого и второго запускающих датчиков, их разрешающие входы соединены с выходом первого элемента И, запрещающие входы - с третьим выходом сдвигового регистра, выход первого ключа соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и через тиристор - с третьим входом второго элемента И, выход второго ключа соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом установки "0" триггера и входом сдвигового регистра, вход установки "0" которого и вход установки "0" второго счетчика соединены с выходом первого элемента И, выход генератора эталонной частоты соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сдвигового регистра, а выходы - с входами соответственно первого и второго счетчиков [2]. Closest to the invention is a device for determining the speed of a shock wave, containing a closed volume in the form of a shock tube, inside which a diaphragm is installed, behind which at a fixed distance from each other, additional, first and second triggering sensors, a reference frequency generator, are installed first , the second and third elements AND, the first and second elements OR, the first and second keys, the pulse expander, the first and second counters, the trigger, the shift register, and the first input of the first element And And is connected to the output of the additional sensor, the second input is connected through a pulse expander to the pipe start-up device, and the output is connected to the second input of the first OR element and the installation input "0" of the first counter, the inputs of the first and second keys are connected to the outputs of the first and second triggers sensors, their enable inputs are connected to the output of the first AND element, inhibit inputs are to the third output of the shift register, the output of the first key is connected to the second input of the second OR element and, through the thyristor, to the third input of the second of the And element, the output of the second key is connected to the first inputs of the first and second OR elements, the outputs of which are connected respectively to the input of the “0” trigger setting and the input of the shift register, the input of “0” installation and the input of the “0” setting of the second counter are connected to the output of the first element And, the output of the reference frequency generator is connected to the first inputs of the second and third elements And, the second inputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the shift register, and the outputs are connected to the inputs of the first and second tchikov [2].

Недостатком данных способа и устройства является недостаточная их информативность, так как определяется только скорость фронта ударной волны и не определяется массовая скорость среды за фронтом проходящей ударной волны, что не позволяет точно определить импульс ударной волны. The disadvantage of the data of the method and device is their lack of information, since only the speed of the shock front is determined and the mass velocity of the medium behind the front of the passing shock wave is not determined, which does not allow to accurately determine the shock wave momentum.

Новое техническое решение позволяет расширить информативность способа и устройства за счет определения скорости как фронта ударной волны, так и массовой скорости среды за фронтом проходящей ударной волны, что позволяет более точно определить импульс ударной волны. A new technical solution allows to expand the information content of the method and device by determining the speed of both the shock wave front and the mass velocity of the medium behind the front of the passing shock wave, which makes it possible to more accurately determine the shock wave momentum.

Это достигается тем, что в способе измерения скорости проходящей ударной волны, заключающемся в регистрации максимума давления фронта ударной волны в двух фиксированных точках, находящихся на одной линии с источником давления и на известном расстоянии друг от друга, измерении времени прохождения фронта ударной волны между фиксированными точками и вычислении скорости ударной волны как v = l/t, где l - базовое расстояние между фиксированными точками; t - время прохождения фронта ударной волны базового расстояния l, дополнительно поочередно измеряют временные интервалы между моментами прихода в фиксированные точки одинаковых дискретных, заранее заданных величин давлений за фронтом ударной волны, при этом длину базового расстояния выбирают не превышающей длины фазы сжатия ударной волны. This is achieved by the fact that in the method of measuring the velocity of a passing shock wave, which consists in registering the maximum pressure of the shock front at two fixed points that are in line with the pressure source and at a known distance from each other, measuring the transit time of the shock wave front between fixed points and calculating the speed of the shock wave as v = l / t, where l is the base distance between fixed points; t is the travel time of the shock wave front of the base distance l, time intervals between the moments of arrival of the same discrete, predetermined pressure values behind the front of the shock wave at a fixed point are additionally measured in turn, while the length of the base distance is chosen not exceeding the length of the compression phase of the shock wave.

Кроме того, это достигается тем, что в устройство для измерения скорости проходящей ударной волны, содержащее первый и второй датчики давления, расположенные на одной линии с источником давления и на фиксированном расстоянии друг от друга, первый и второй ключи, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом первого ключа, генератор импульсов, элемент И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а второй вход - с выходом генератора импульсов, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, первый элемент ИЛИ и сдвиговый регистр, дополнительно введены две дифференцирующие цепи, два ограничителя, два инвертора, два пороговых элемента, второй триггер, задатчик постоянных величин, второй элемент ИЛИ, два индикатора, две группы по n ключей, две группы по n пороговых элементов, две группы по n триггеров, группа 2n элементов И, группа 2n счетчиков импульсов, группа 2n+1 блоков элементов И, группа 2n+1 умножителей и n+1 делителей, где n - количество фиксированных величин давлений за фронтом ударной волны, при этом выход первого датчика давления соединен через первую дифференцирующую цепь и первый ограничитель с управляющим входом первого ключа, через первый пороговый элемент - с информационным входом первого ключа, через первый инвертор - с информационными входами ключей первой группы ключей, выход второго датчика давления соединен через вторую дифференцирующую цепь и второй ограничитель с управляющим входом второго ключа, через второй пороговый элемент и второй ключ - с первым входом второго триггера, через второй инвертор - с информационными входами ключей второй группы ключей, выход i-го ключа первой группы ключей через i-й пороговый элемент первой группы пороговых элементов соединен с первым входом i-го триггера первой группы триггеров, выход i-го ключа второй группы ключей через i-й пороговый элемент второй группы пороговых элементов соединен с первым входом i-го триггера второй группы триггеров, где i=1,... , n, управляющий вход первого ключа первой группы ключей соединен с прямым входом первого триггера, а управляющий вход каждого j-го ключа первой группы ключей соединен с прямым выходом j-1 триггера первой группы триггеров, управляющий вход первого ключа второй группы ключей соединен с прямым выходом второго триггера, а управляющий вход каждого j-го ключа второй группы ключей соединен с прямым выходом j-1 триггера второй группы триггеров, где j= 2, . ..,n, инверсный выход второго триггера соединен с третьим входом первого элемента И, прямой выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, прямые выходы i-х триггеров первой группы триггеров, кроме последнего триггера, соединены с первыми входами 2j и 2j-1 элементов И, а прямой выход последнего триггера первой группы триггеров соединен с первым входом последнего элемента И группы элементов И, инверсные выходы i-х триггеров первой группы триггеров соединены с вторыми входами 2i-х элементов И, инверсные выходы i-х триггеров второй группы триггеров, кроме последнего триггера, соединены с вторыми входами 2j-1 элементов И, а инверсный выход последнего триггера второй группы триггеров соединен с вторым входом последнего элемента И группы элементов И, третьи входы всех элементов И группы элементов И подключены к выходу генератора импульсов, выходы элементов И подключены к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов, выходы которых через блоки элементов И соединены с первыми входами умножителей, вторые входы которых связаны с генератором импульсов, выход каждого умножителя с нечетным порядковым номером соединен с первым входом соответствующего делителя, а выходы умножителей с четным порядковым номером через первый элемент ИЛИ соединены с первым индикатором, вторые входы делителей соединены с выходом задатчика постоянных величин, выходы делителей через второй элемент ИЛИ соединены с вторым индикатором, каждый i-й выход сдвигового регистра соединен с вторыми входами 2i и 2i-1 блоков элементов И, а второй вход последнего блока элементов И группы блоков элементов И соединен с последним выходом сдвигового регистра, вход которого является входом считывания. In addition, this is achieved by the fact that in the device for measuring the speed of a passing shock wave, containing the first and second pressure sensors located in line with the pressure source and at a fixed distance from each other, the first and second keys, the first trigger, the first input of which connected to the output of the first key, the pulse generator, element And, the first input of which is connected to the direct output of the first trigger, and the second input is connected to the output of the pulse generator, a pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the element And, the first OR element and the shift register, two differentiating circuits, two limiters, two inverters, two threshold elements, a second trigger, a constant adjuster, a second OR element, two indicators, two groups of n keys, two groups of n each are additionally introduced threshold elements, two groups of n triggers, a group of 2n AND elements, a group of 2n pulse counters, a group of 2n + 1 blocks of AND elements, a group of 2n + 1 multipliers and n + 1 dividers, where n is the number of fixed pressure values behind the front of the shock wave, the output of the first sensor connected through the first differentiating circuit and the first limiter with the control input of the first key, through the first threshold element with the information input of the first key, through the first inverter - with the information inputs of the keys of the first group of keys, the output of the second pressure sensor is connected through the second differentiating circuit and the second limiter with the control input of the second key, through the second threshold element and the second key - with the first input of the second trigger, through the second inverter - with the information inputs of the keys of the second group keys, the output of the i-th key of the first group of keys through the i-th threshold element of the first group of threshold elements is connected to the first input of the i-th trigger of the first group of triggers, the output of the i-th key of the second group of keys through the i-th threshold element of the second group of threshold elements connected to the first input of the i-th trigger of the second trigger group, where i = 1, ..., n, the control input of the first key of the first key group is connected to the direct input of the first trigger, and the control input of each j-th key of the first key group is connected to direct output j-1 trigger first gr ppy triggers a control input of the first switch of the second group of keys is coupled to a direct output of the second flip-flop and the control input of each j-th switch is connected to the second group of keys with direct access trigger j-1 of the second group of flip-flops, where j = 2,. .., n, the inverse output of the second trigger is connected to the third input of the first element And, the direct output of the first trigger is connected to the first input of the second element And, the direct outputs of the i-triggers of the first group of triggers, except for the last trigger, are connected to the first inputs 2j and 2j -1 elements And, and the direct output of the last trigger of the first group of triggers is connected to the first input of the last element AND of the group of elements And, the inverse outputs of the i-triggers of the first group of triggers are connected to the second inputs of the 2i-elements And, the inverse outputs of the i-triggers the second group of triggers, except for the last trigger, are connected to the second inputs of 2j-1 AND elements, and the inverse output of the last trigger of the second group of triggers is connected to the second input of the last element AND of the group of elements AND, the third inputs of all elements AND of the group of elements AND are connected to the output of the pulse generator , the outputs of the elements AND are connected to the counting inputs of the corresponding pulse counters, the outputs of which are connected through the blocks of elements AND to the first inputs of the multipliers, the second inputs of which are connected to the pulse generator, the output of each the second multiplier with an odd serial number is connected to the first input of the corresponding divider, and the outputs of the multipliers with an even serial number through the first OR element are connected to the first indicator, the second inputs of the dividers are connected to the output of the constant encoder, the outputs of the dividers through the second OR element are connected to the second indicator, each i-th output of the shift register is connected to the second inputs 2i and 2i-1 of the blocks of elements AND, and the second input of the last block of elements AND the group of blocks of elements AND is connected to the last output s igovogo register, whose input is the input of the read.

На фиг.1 изображена общая схема устройства измерения скорости проходящей ударной волны; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства при определении временных интервалов между соседними регистрациями давления; на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства при определении скорости ударной волны. Figure 1 shows a General diagram of a device for measuring the speed of a passing shock wave; figure 2 is a timing diagram explaining the operation of the device when determining the time intervals between adjacent pressure registrations; figure 3 is a timing diagram explaining the operation of the device when determining the speed of the shock wave.

Устройство для измерения скорости проходящей ударной волны содержит первый 1 и второй 2 датчики давления, расположенные на одной линии с источником давления и на фиксированном расстоянии друг от друга, первый 3 и второй 4 ключи, первый триггер 5, первый вход которого соединен с выходом первого ключа 3, генератор 6 импульсов, элемент И 7, первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера 5, а второй вход - с выходом генератора 6 импульсов, счетчик 8 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 7, первый элемент ИЛИ 9, сдвиговый регистр 10, первая 11 и вторая 12 дифференцирующие цепи, первый 13 и второй 14 ограничители, первый 15 и второй 16 инверторы, первый 17 и второй 18 пороговые элементы, второй триггер 19, задатчик 20 постоянных величин, второй элемент ИЛИ 21, первый 22 и второй 23 индикаторы, первая группа из n ключей 24, вторая группа из n ключей 25, первая группа из n пороговых элементов 26, вторая группа из n пороговых элементов 27, первая группа из n триггеров 28, вторая группа из n триггеров 29, группа 2n элементов И 30, группа 2n счетчиков 31 импульсов, группа 2n+1 блоков элементов И 32, группа 2n+1 умножителей 33 и группа n+1 делителей 34, где n - количество фиксированных величин давлений за фронтом ударной волны. При этом выход первого датчика 1 давления соединен через первую дифференцирующую цепь 11 и первый ограничитель 13 с управляющим входом первого ключа 3, через первый пороговый элемент 17 - с информационным входом первого ключа 3, через первый инвертор 15 - с информационными входами ключей 24 первой группы ключей, выход второго датчика 2 давления соединен через вторую дифференцирующую цепь 12 и второй ограничитель 14 - с управляющим входом второго ключа 4, через второй пороговый элемент 18 и второй ключ 4 - с первым входом второго триггера 19, через второй инвертор 16 - с информационными входами ключей 25 второй группы ключей. Выход i-го ключа 24 первой группы ключей через i-й пороговый элемент 26 первой группы пороговых элементов соединен с первым входом i-го триггера 28 первой группы триггеров, выход i-го ключа 25 второй группы ключей через i-й пороговый элемент 27 второй группы пороговых элементов соединен с первым входом i-го триггера 29 второй группы триггеров, где i=1,...,n. Управляющий вход первого ключа 24 первой группы ключей соединен с прямым выходом первого триггера 5, а управляющий вход каждого j-го ключа 24 первой группы ключей соединен с прямым выходом j-1 триггера 28 первой группы триггеров. Управляющий вход первого ключа 25 второй группы ключей соединен с прямым выходом второго триггера 19, а управляющий вход каждого j-го ключа 25 второй группы ключей соединен с прямым выходом j-1 триггера 29 второй группы триггеров, где j=2,..., n. Инверсный выход второго триггера 19 соединен с третьим входом элемента И 7, прямой выход первого триггера 5 соединен с первым входом первого элемента И 30 группы элементов И, прямые выходы i-х триггеров 28 первой группы триггеров, кроме последнего триггера, соединены с первыми входами 2j и 2j-1 элементов И 30, а прямой выход последнего триггера 28 первой группы триггеров соединен с первым входом последнего элемента И 30 группы элементов И, инверсные выходы i-х триггеров 28 первой группы триггеров соединены с вторыми входами 2i-х элементов И 30, инверсные выходы i-х триггеров 29 второй группы триггеров, кроме последнего триггера, соединены с вторыми входами 2j-1 элементов И 30, а инверсный выход последнего триггера 29 второй группы триггеров соединен с вторым входом последнего элемента И 30 группы элементов И. A device for measuring the speed of a passing shock wave contains the first 1 and second 2 pressure sensors located in line with the pressure source and at a fixed distance from each other, the first 3 and second 4 keys, the first trigger 5, the first input of which is connected to the output of the first key 3, a pulse generator 6, AND element 7, the first input of which is connected to the direct output of the first trigger 5, and the second input - with the output of a pulse generator 6, a pulse counter 8, the counting input of which is connected to the output of the AND element 7, the first OR element 9, sd Whig register 10, first 11 and second 12 differentiating circuits, first 13 and second 14 limiters, first 15 and second 16 inverters, first 17 and second 18 threshold elements, second trigger 19, constant adjuster 20, second element OR 21, first 22 and the second 23 indicators, the first group of n keys 24, the second group of n keys 25, the first group of n threshold elements 26, the second group of n threshold elements 27, the first group of n triggers 28, the second group of n triggers 29, the group 2n elements And 30, group 2n counters 31 pulses, group 2n + 1 blocks of elements And 32, the group 2n + 1 of the multipliers 33 and the group n + 1 of the dividers 34, where n is the number of fixed pressure values behind the front of the shock wave. The output of the first pressure sensor 1 is connected through the first differentiating circuit 11 and the first limiter 13 to the control input of the first key 3, through the first threshold element 17 to the information input of the first key 3, through the first inverter 15 to the information inputs of the keys 24 of the first group of keys , the output of the second pressure sensor 2 is connected through the second differentiating circuit 12 and the second limiter 14 to the control input of the second key 4, through the second threshold element 18 and the second key 4 to the first input of the second trigger 19, through the second inverter 16 - with information inputs of keys 25 of the second group of keys. The output of the i-th key 24 of the first group of keys through the i-th threshold element 26 of the first group of threshold elements is connected to the first input of the i-th trigger 28 of the first group of triggers, the output of the i-th key 25 of the second group of keys through the i-th threshold element 27 of the second groups of threshold elements are connected to the first input of the i-th trigger 29 of the second group of triggers, where i = 1, ..., n. The control input of the first key 24 of the first group of keys is connected to the direct output of the first trigger 5, and the control input of each j-th key 24 of the first group of keys is connected to the direct output j-1 of the trigger 28 of the first group of triggers. The control input of the first key 25 of the second group of keys is connected to the direct output of the second trigger 19, and the control input of each j-th key 25 of the second group of keys is connected to the direct output j-1 of the trigger 29 of the second group of triggers, where j = 2, ..., n The inverse output of the second trigger 19 is connected to the third input of the element And 7, the direct output of the first trigger 5 is connected to the first input of the first element And 30 of the group of elements And, the direct outputs of the i-triggers 28 of the first group of triggers, except the last trigger, are connected to the first inputs 2j and 2j-1 elements And 30, and the direct output of the last trigger 28 of the first group of triggers is connected to the first input of the last element And 30 of the group of elements And, the inverse outputs of the i-triggers 28 of the first group of triggers are connected to the second inputs of 2i-elements And 30, inverse to the outputs of the i-th triggers 29 of the second group of triggers, except for the last trigger, are connected to the second inputs of 2j-1 elements And 30, and the inverse output of the last trigger 29 of the second group of triggers is connected to the second input of the last element And 30 of the group of elements I.

Третьи входы элементов И 30 группы элементов И подключены к выходу генератора 6 импульсов, а выходы элементов И 30 подключены к счетным входам соответствующих счетчиков 31 импульсов, выходы которых и выход счетчика 8 импульсов через блоки 32 элементов И соединены с первыми входами умножителей 33, вторые входы которых связаны с генератором 6 импульсов. Выход каждого умножителя 33 с нечетным порядковым номером соединен с первым входом соответствующего делителя 34, а выход умножителей 33 с четным порядковым номером через первый элемент ИЛИ 9 соединен с первым индикатором 22. Вторые входы делителей 34 соединены с выходом задатчика 20 постоянных величин, выходы делителей 34 через второй элемент ИЛИ 21 соединены с вторым индикатором 23. Каждый i-й выход сдвигового регистра 10 соединен с вторыми входами 2i и 2i-1 блоков 32 элементов И, а второй вход последнего блока 32 элементов И группы блоков элементов И соединен с последним выходом сдвигового регистра 10, вход которого является входом считывания. The third inputs of the elements And 30 groups of elements And are connected to the output of the generator 6 pulses, and the outputs of the elements And 30 are connected to the counting inputs of the respective counters 31 pulses, the outputs of which and the output of the counter 8 pulses through blocks of 32 elements And are connected to the first inputs of the multipliers 33, the second inputs which are connected to the generator of 6 pulses. The output of each multiplier 33 with an odd serial number is connected to the first input of the corresponding divider 34, and the output of the multipliers 33 with an even serial number through the first element OR 9 is connected to the first indicator 22. The second inputs of the dividers 34 are connected to the output of the constant generator 20, the outputs of the dividers 34 through the second element OR 21 are connected to the second indicator 23. Each i-th output of the shift register 10 is connected to the second inputs 2i and 2i-1 of the blocks of 32 AND elements, and the second input of the last block of 32 elements AND the group of blocks of AND elements dinene with the last output of the shift register 10, the input of which is a read input.

Способ определения скорости проходящей ударной волны осуществляется следующим образом. A method for determining the speed of a passing shock wave is as follows.

Перед опытом датчики 1 и 2 давления устанавливают на одной линии с центром взрыва на фиксированном расстоянии друг от друга, при этом расстояние между датчиками не должно превышать длину фазы сжатия исследуемой ударной волны. Before the experiment, pressure sensors 1 and 2 are installed in line with the center of the explosion at a fixed distance from each other, while the distance between the sensors should not exceed the length of the compression phase of the shock wave under study.

После взрыва заряда взрывчатого вещества в исследуемой среде в направлении датчиков 1 и 2 начинает распространяться ударная волна. Суть измерения скорости среды на фронте и за фронтом ударной волны сводится к измерению последовательности временных интервалов: интервалов между регистрациями моментов прихода как максимума давления фронта проходящей ударной волны, так и дискретных величин давлений за фронтом ударной волны первым датчиком 1 давления и интервалов перемещения максимума давления фронта проходящей ударной волны и дискретных величин давлений за фронтом ударной волны от первого датчика 1 давления до второго датчика 2 давления. При этом первым считается датчик, ближе расположенный к центру взрыва. After the explosion of an explosive charge in the test medium, a shock wave begins to propagate in the direction of the sensors 1 and 2. The essence of measuring the velocity of the medium at the front and behind the front of the shock wave is to measure the sequence of time intervals: the intervals between recording the moments of arrival of both the maximum pressure of the front of the passing shock wave and discrete pressure values behind the front of the shock wave by the first pressure sensor 1 and the intervals of movement of the maximum front pressure a passing shock wave and discrete pressure values behind the front of the shock wave from the first pressure sensor 1 to the second pressure sensor 2. In this case, the first sensor is considered closer to the center of the explosion.

Рассмотрим с помощью временных диаграмм, приведенных на фиг.2, работу устройства при измерении временных интервалов между регистрациями моментов прихода как максимума давления фронта проходящей ударной волны, так и дискретных величин давлений за фронтом ударной волны. Consider using the time diagrams shown in figure 2, the operation of the device when measuring time intervals between recording the moments of arrival of both the maximum pressure of the front of the passing shock wave and discrete pressure values behind the front of the shock wave.

При приходе ударной волны на первый датчик 1 давления он формирует импульс напряжения (фиг.2а). Этот импульс поступает на вход первой дифференцирующей цепи 11, где дифференцируется фиг.2б. Импульсы с выхода первой дифференцирующей цепи 11 поступают на вход первого ограничителя 13, который выделяет импульс, соответствующий максимуму давления фронта проходящей ударной волны (фиг. 2в). Этот импульс поступает на управляющий вход первого ключа 3 и вызывает его срабатывание (фиг.2г). Срабатывание первого ключа 3 приводит и к срабатыванию первого триггера 5 (фиг.2д). When the shock wave arrives at the first pressure sensor 1, it generates a voltage pulse (Fig. 2a). This pulse is fed to the input of the first differentiating circuit 11, where FIG. 2b differentiates. The pulses from the output of the first differentiating circuit 11 are fed to the input of the first limiter 13, which emits a pulse corresponding to the maximum pressure of the front of the passing shock wave (Fig. 2B). This pulse is supplied to the control input of the first key 3 and causes its operation (Fig.2g). The triggering of the first key 3 leads to the triggering of the first trigger 5 (fig.2d).

Срабатывание первого триггера 5 вызывает срабатывание первого элемента И 30 из группы 2n элементов И. После этого импульсы генератора 6 импульсов через первый элемент И 30 из гpуппы 2n элементов И поступают на вход первого счетчика 31 импульсов из группы 2n счетчиков импульсов. Первый из группы 2n счетчиков 31 импульсов начинает подсчитывать импульсы. The triggering of the first trigger 5 causes the triggering of the first element And 30 from the group of 2n elements I. After that, the pulses of the pulse generator 6 through the first element And 30 from the group 2n of elements And are fed to the input of the first counter 31 pulses from the group 2n of pulse counters. The first of the group 2n of pulse counters 31 starts to count pulses.

Импульс напряжения с выхода первого датчика 1 давления поступает на вход первого инвертора 15, где инвертируется (фиг.2е). The voltage pulse from the output of the first pressure sensor 1 is fed to the input of the first inverter 15, where it is inverted (Fig.2e).

Далее этот импульс через информационный вход первого из первой группы n ключей 24 поступает на вход первого из первой группы n пороговых элементов 26. Срабатывание первого из первой группы n пороговых элементов 26 (фиг.2ж) приводит к срабатыванию первого из первой группы n триггеров 28 (фиг.2з), что в свою очередь вызывает исчезновение сигнала на его инверсном выходе, а следовательно, и на втором входе первого из группы 2n элементов И 30, что приводит к остановке первого из групп 2n счетчиков 31 импульсов. Further, this pulse through the information input of the first of the first group of n keys 24 is fed to the input of the first of the first group of n threshold elements 26. The triggering of the first of the first group of n threshold elements 26 (Fig.2g) triggers the first of the first group of n triggers 28 ( fig.2z), which in turn causes the signal to disappear at its inverse output, and therefore at the second input of the first of the group of 2n elements And 30, which leads to a stop of the first of the groups of 2n counters 31 pulses.

Количество импульсов, подсчитанных первым из групп 2n счетчиков 31 импульсов, пропорционально временному интервалу между моментами прихода на первый датчик 1 максимума давления проходящей ударной волны и первого из дискретных величин давлений за фронтом ударной волны (фиг.2и). The number of pulses counted by the first of the groups 2n of pulse counters 31 is proportional to the time interval between the moments when the maximum pressure of the transmitted shock wave and the first of the discrete pressure values behind the front of the shock wave arrive at the first sensor 1 (Fig. 2i).

Аналогично определяются временные интервалы между приходами остальных дискретных величин давлений на первый датчик 1. Similarly, the time intervals between the arrivals of the remaining discrete pressure values to the first sensor 1 are determined.

Далее с помощью фиг.3 рассмотрим, как определяются временные интервалы перемещения максимума давления фронта проходящей ударной волны и дискретных величин давлений от первого датчика 1 давления до второго датчика 2 давления. Next, using FIG. 3, we will examine how the time intervals of the displacement of the maximum pressure of the front of the passing shock wave and the discrete pressure values from the first pressure sensor 1 to the second pressure sensor 2 are determined.

При приходе ударной волны на первый датчик 1 давления устройство выделяет максимум давления фронта ударной волны аналогично случаю, рассмотренному выше, и запускает счетчик 8 импульсов (фиг.3 а-б, и). When the shock wave arrives at the first pressure sensor 1, the device emits the maximum pressure of the front of the shock wave similarly to the case discussed above, and starts the counter 8 pulses (Fig.3 a-b, and).

При приходе ударной волны на второй датчик 2 он формирует импульс напряжения (фиг.3е). Этот импульс второй дифференцирующей цепью 12 дифференцируется (фиг. 3ж). Импульсы с выхода второй дифференцирующей цепи 12 поступают на вход второго ограничителя 14, который выделяет импульс, соответствующий максимуму давления фронта проходящей ударной волны (фиг.3з). Далее этот импульс поступает на управляющий вход второго ключа 4, срабатывание которого приводит к срабатыванию второго триггера 19, в результате чего сигнал с прямого выхода второго триггера 19 поступает на управляющий вход первого ключа 25 из второй группы n ключей, а сигнал на инверсном выходе второго триггера 19 исчезает (фиг.3к). Исчезновение сигнала на инверсном выходе второго триггера 19 приводит к исчезновению сигнала на втором входе элемента И 7, а следовательно, к остановке счетчика 8 импульсов. When the shock wave arrives at the second sensor 2, it generates a voltage pulse (Fig.3e). This pulse is differentiated by the second differentiating circuit 12 (Fig. 3g). The pulses from the output of the second differentiating circuit 12 are fed to the input of the second limiter 14, which emits a pulse corresponding to the maximum pressure of the front of the passing shock wave (Fig.3z). Then this pulse goes to the control input of the second key 4, the operation of which leads to the operation of the second trigger 19, as a result of which the signal from the direct output of the second trigger 19 goes to the control input of the first key 25 from the second group of n keys, and the signal to the inverse output of the second trigger 19 disappears (Fig.3k). The disappearance of the signal at the inverse output of the second trigger 19 leads to the disappearance of the signal at the second input of the element And 7, and therefore, to stop the counter 8 pulses.

В счетчике будет записано число импульсов, пропорциональное временному интервалу перемещения максимума давления фронта проходящей ударной волны от первого датчика 1 давления до второго датчика 2 давления (фиг.3и). The counter will record the number of pulses proportional to the time interval of the displacement of the maximum pressure of the front of the passing shock wave from the first pressure sensor 1 to the second pressure sensor 2 (Fig. 3i).

После срабатывания первого 25 из второй группы n ключей сигнал с выхода второго инвертора 16 (фиг.3к) через первый пороговый элемент 27 из второй группы n пороговых элементов (фиг. 3л) поступает на информационный вход первого триггера 29 из второй группы n триггеров. Срабатывание первого триггера 29 из второй группы n триггеров приводит к появлению сигнала на его прямом выходе (фиг.3м) и исчезновению сигнала на инверсном. After operation of the first 25 of the second group of n keys, the signal from the output of the second inverter 16 (Fig. 3k) through the first threshold element 27 of the second group of n threshold elements (Fig. 3l) is fed to the information input of the first trigger 29 from the second group of n triggers. The triggering of the first trigger 29 from the second group of n triggers leads to the appearance of a signal at its direct output (Fig.3m) and the disappearance of the signal at the inverse.

Сигнал с прямого выхода первого триггера 29 из второй группы n триггеров поступает на управляющий вход второго ключа 25 из второй группы n ключей. Исчезновение сигнала на инверсном выходе первого триггера 29 из второй группы n триггеров приводит к исчезновению сигнала на втором входе второго элемента И 30 из группы 2n элементов И (фиг.3к), а следовательно, к остановке второго счетчика 31 импульсов из группы 2n счетчиков импульсов (фиг.3л). The signal from the direct output of the first trigger 29 from the second group of n triggers is fed to the control input of the second key 25 from the second group of n keys. The disappearance of the signal at the inverted output of the first flip-flop 29 from the second group of n flip-flops leads to the disappearance of the signal at the second input of the second element And 30 from the group of 2n elements And (Fig.3k), and therefore, the second counter 31 pulses from the group 2n of pulse counters stops ( figl).

Количество импульсов, подсчитанных вторым счетчиком 31 импульсов из группы 2n счетчиков импульсов, пропорционально временному интервалу прохождения между первым датчиком 1 давления и вторым датчиком 2 давления первого из дискретных величин давления за фронтом проходящей ударной волны. The number of pulses counted by the second pulse counter 31 from the group 2n of pulse counters is proportional to the time interval between the first pressure sensor 1 and the second pressure sensor 2 of the first of the discrete pressure values behind the front of the passing shock wave.

Временные интервалы, пропорциональные прохождению между датчиками последующих дискретных величин давления, определяются аналогично. Time intervals proportional to the passage between the sensors of subsequent discrete pressure values are determined similarly.

Далее по командам считывания, поступающим со сдвигового регистра 10, информация с выходов счетчика 8 импульсов, а также группы 2n счетчиков 31 импульсов через группу 2n+1 блоков элементов И 32 поступает на входы группы 2n+1 умножителей 33. Умножители производят умножение количества импульсов, записанных счетчиком на период их следования, задаваемых генератором 6 импульсов. Further, according to the read commands coming from the shift register 10, information from the outputs of the counter 8 pulses, as well as the group 2n counters 31 pulses through the group 2n + 1 blocks of elements And 32 is fed to the inputs of the group 2n + 1 of the multipliers 33. The multipliers multiply the number of pulses, recorded by the counter for the period they follow, set by the generator 6 pulses.

Затем сигналы с выходов умножителей 33, имеющих нечетные порядковые номера, поступают на первые входы соответствующих делителей 34 группы n+1 делителей. Then, the signals from the outputs of the multipliers 33 having odd sequence numbers are fed to the first inputs of the respective dividers 34 of the group of n + 1 dividers.

На вторые входы делителей 34 поступает сигнал, пропорциональный расстоянию между первым датчиком 1 давления и вторым датчиком 2 давления с задатчика 20 постоянных величин. На выходе делителей 34 появляется сигнал, соответствующий скорости максимума давления фронта проходящей ударной волны и дискретных величин давления за фронтом ударной волны. С выходов делителей 34 через второй элемент ИЛИ 21 этот сигнал появится на входе второго индикатора 23. At the second inputs of the dividers 34, a signal is proportional to the distance between the first pressure sensor 1 and the second pressure sensor 2 from the constant adjuster 20. At the output of the dividers 34, a signal appears corresponding to the velocity of the maximum pressure front of the passing shock wave and the discrete pressure values behind the front of the shock wave. From the outputs of the dividers 34 through the second element OR 21, this signal will appear at the input of the second indicator 23.

Сигнал, соответствующий временным интервалам между максимумом давления фронта проходящей ударной волны и дискретными величинами давлений, с выхода четных умножителей 34 через первый элемент ИЛИ 9 поступает на вход первого индикатора 22. The signal corresponding to the time intervals between the maximum pressure of the front of the passing shock wave and the discrete values of the pressure from the output of the even multipliers 34 through the first element OR 9 is fed to the input of the first indicator 22.

Claims

METHOD FOR MEASURING SPEED OF A TRANSMITTING SHOCK WAVE AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION.

1. The method of measuring the velocity of a passing shock wave, which consists in registering the maximum pressure of the shock front at two fixed points located on the same line with the pressure source and at a known distance from each other, measuring the transit time of the shock front between the fixed points and calculating the speed of the shock waves as v = l / t, where l is the base distance between fixed points, t is the travel time of the shock front of the base distance l, characterized in that, in order to increase the information STI alternately measured time intervals between the instants of arrival at the fixed points of identical discrete, predetermined pressure values for the shock wave front, the length of the base distance is selected not exceeding the compression phase of the shock wave lengths.

2. A device for measuring the speed of a passing shock wave, containing the first and second pressure sensors located in line with the pressure source and at a fixed distance from each other, the first and second keys, the first trigger, the first input of which is connected to the output of the first key, a generator pulses, an And element, the first input of which is connected to the direct output of the first trigger, and the second input - with the output of the pulse generator, a pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the And element, the first OR element and the shift register, characterized in that, in order to expand the information content, it introduced two differentiating circuits, two limiters, two inverters, two threshold elements, a second trigger, constant adjuster, the second OR element, two indicators, two groups of n keys, two groups of n threshold elements, two groups of n triggers, group of 2 n AND elements, group of 2 n pulse counters, group of 2n + 1 blocks of AND elements, group of 2n + 1 multipliers and n + 1 dividers, where n is the number of fixed pressure values behind the front of the shock wave, while the first pressure sensor is connected through the first differentiating circuit and the first limiter with the control input of the first key, through the first threshold element with the information input of the first key, through the first inverter - with the information inputs of the keys of the first group of keys, the output of the second pressure sensor is connected through the second differentiating circuit and the second a limiter with a control input of the second key, through the second threshold element and the second key - with the first input of the second trigger, through the second inverter - with information inputs of the key whose second group of keys, the output of the i-th key of the first group of keys through the i-th threshold element of the first group of threshold elements is connected to the first input of the i-th trigger of the first group of triggers, the output of the i-th key of the second group of keys through the i-th threshold element of the second group of threshold elements is connected to the first input of the i-th trigger of the second group of triggers, where I = 1, ..., n, the control input of the first key of the first group of keys is connected to the direct output of the first trigger, and the control input of each j-th key of the first group keys connected to direct output (j - 1) of the trigger of the first group of triggers, the control input of the first key of the second group of keys is connected to the direct output of the second trigger, and the control input of each jth key of the second group of keys is connected to the direct output of the (j - 1) trigger of the second group of triggers , where j = 2, ..., n, the inverse output of the second trigger is connected to the third input of the And element, the direct output of the first trigger is connected to the first input of the first And element of the And group, the direct outputs of the i-triggers of the first trigger group, except the last trigger connected to the first input ami of the 2jth and (2j-1) -th elements And, and the direct output of the last trigger of the first group of triggers is connected to the first input of the last element And of the group of elements And, the inverse outputs of the i-triggers of the first group of triggers are connected to the second inputs of 2i-x elements And, the inverse outputs of the i-th triggers of the second group of triggers, except for the last trigger, are connected to the second inputs of the (2j-1) -th elements And, and the inverse output of the last trigger of the second group of triggers is connected to the second input of the last element And of the group of elements And, third inputs of all elements AND the groups of elements And are connected to the output of the pulse generator, the outputs of the elements And are connected to the counting inputs of the respective pulse counters, the outputs of which are connected through the blocks of elements AND to the first inputs of the multipliers, the second inputs of which are connected to the pulse generator, the output of each multiplier with an odd serial number is connected to the first the input of the corresponding divider, and the outputs of the multipliers with an even serial number through the first element OR are connected to the first indicator, the second inputs of the dividers are connected to the output a constant sensor, the outputs of the dividers through the second OR element are connected to the second indicator, each i-th output of the shift register is connected to the second inputs of the 2nd and (2i-1) -th blocks of AND elements, and the second input of the last block of AND elements of the group of blocks And elements are connected to the last output of the shift register, the input of which is the read input.