Claims (5)
Изобретение относитс к экспериментальной технике, примен емой при исследовании ударных волн. Дл измерени п&раметров ударных волн примен ют устройства, чувствительные элементы которых выполнены из тензодатчиков или Пьезокерамичес ких элементов. Известно устройство, выполненное в виде цилиндра, разделенного на две камеры одна из которых герметична , а друга снабжена мембраной с наклеенными тензодатчиками сопротивлени и служит дл воспри ти ударной волны ij . Недостатком данного устройства вл етс инерционность тенэодатчиков . Тем же недостатком обладают и другие приборы, использующие тензодатчики в качестве чувствительных элементов. Известно также устройство дл определени параметров ударной волны в качестве чувствительного элеме та, содержащее пьезоэлектрический элемент с нанесенными на его рабочи поверхности электродами. Датчик сна жен теплозащитой, состо щей из двух пьезоэлектрических элементов с поло жительной и отрицательной пол ризацией 2 и 3J . Известен также датчик давлени , снабженный упругой мембраной, воспринимающей давление, которое вызывает действие соответствующей силы на полупроводниковый пьезоэлемент. Линейна зависимость проводимости пьезоэлемента от действующей си.тш1 в расширенном диапазоне сжимающих сил обеспечивает-, с поддержанием его в предварительно напр женном состо нии 4j . Пьезоэлёменты указанных приборов не обладают недостатками тензодатчиков - т.е. запаздыванием во времени между моментом приложени силы и регистрацией ее импульсов, однако согласование ударных импед ансов материала датчика и окружающей среды вызывает затруднени . Кроме того, трудно защитить пьезоэлемент от разрушени ввиду его хрупкости. Даже незначительное искривление фронта ударной волны вызывает разрушение пьезозлемента. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс датчик импульсного давлени ударной волны, выполненный в виде стержн , служащего электродом, на торце которого нанесена пленка пол ризованного диэлек рика .5. Недостатком этого устройства вл етс то, что им можно измер ть параметры ударной волны только в электропроводной среде, котора здесь служит в качестве второго электрода, и,кром того, несогласованность ударных импедансов электрода и среды. Целью изобретени вл етс обеспечение возможности измерени параметров ударной волны в различных средах , кэк электропроводных, так и неэлектропроводных , с различной плотностью , например порошковых или жид . костных. Это достигаетс тем, что предлагаемое устройство содержит плоский электрод, расположенный между двух слоев диэлектрика, охваченных с внешней стороны другим плоским элект родом, причем один слой диэлектрика предварительно пол ризован. На чертежа изображено описываемое устройство в разрезе. Устройство содержит внутренний электрод 1, диэлектрические пленки .2 и 3, наружный электрод 4 и изол цию 5. Электроды выполнены из металличес кой фольги, например медной. Диэлект рическа пленка, расположенна первой по ходу волны, выполнена иэ пол рного диэлектрика, например, триацетата и предварительно пол ризована напр жением 500-1000 В от источ ника посто нного тока через высокоом ный резистор ( на чертеже не показан Друга диэлектрическа пленка выполнена из непол рного диэлектрика, например полиэтилена. Диэлектрические пленки служат в качестве чувствительного элемента. Толщина диэлектрических пленок должна быть такой,чтобы датчик оказывал с устойчивым против электрического пробо (в данном случае равна 0,1 0 ,15 мм). Наружный электрод наклеен на-диэлектрические пленки в виде вне ней оболочки, что обеспечивает изол . цию внутреннего электрода и чувствительных элементов от окружающей средь1 . Кроме этого, форма выполнени второго электрода позвол ет сохранит электрические и калибровочные характеристики датчика в любой окружающей среДе. Внутренний электрод по боковому контуру изолируетс от внешнего электрода. Выполнение одного из диэлектрических слоев из пол рного диэлектрика вызвано тем, что преобразо вание сигнала осуществл етс в одном слое, первом по ходу ударной волны. Выполнение второго сло из непол рного диэлектрика вызвано тем, что основное назначение его - изол ци внутреннего электрода от внешнего. Вли ние второго сло на преобразование фронта ударной волны незначиТельно . Работает прибор следующим образом. Все устройство помещают в исследуемую среду, например порошок, параллельно фронту ударной волны. В момент прохождени фронта ударной волны по исследуемому материалу она действует на внешний электрод и первый диэлектрический слой, где происходит преобразование механического усили в электрический сигнал, пропорциональный приложенному давлению. Благодар предварительной пол ризации чувствительных элементов выходной сигнал вл етс суммой электрических напр жений, возникающих при ударном сжатии диэлектрика. В результате многократной циркул ции фронта ударной волны, отражающейс от его верхней и нижней поверхности раздела датчика и исследуемой средой, в датчике устанавливаетс давление, равное давлению в данной области среды. Сигнал, усиленный пол рной диэлектрической пленкой, поступает на внутренний электрод и через высокочастотный экранированный провод - на вход катодного повторител , а затем по высокочастотному кабелю - на вход импульсного осциллографа, с экрана которого осуществл етс регистраци . (Высокочастотный экранированный провод , катодный повторитель и импульсный осциллограф на чертеже не показаны ввиду того, что не вл ютс элементами датчика). Формула изобретни Устройство дл определени параметров ударной волны, содержащее электроды и диэлектрик, отличающеес тем,что,с целью обеспечени возможности измерени в разных средах,один плоский электрод расположен между двух слоев диэлектрика, охваченных с внешней стороны другим плоским электродом,причем один слой диэлектрика предварительно пол ризован. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 361405, кл. Oi 01 L 23/18, 1970. The invention relates to an experimental technique used in the study of shock waves. For the measurement of shock wave parameters, devices are used whose sensitive elements are made of strain gauges or piezoceramic elements. A device made in the form of a cylinder is divided into two chambers, one of which is sealed, and the other is equipped with a membrane with glued resistance strain gauges and serves to receive a shock wave ij. The disadvantage of this device is the inertia of the shadow sensors. Other devices that use strain gauges as sensitive elements have the same disadvantage. It is also known a device for determining parameters of a shock wave as a sensitive element, comprising a piezoelectric element with electrodes deposited on its working surface. The sensor is equipped with heat protection consisting of two piezoelectric elements with positive and negative polarization 2 and 3J. A pressure sensor is also known, which is provided with an elastic pressure-sensing membrane, which causes the action of a corresponding force on the semiconductor piezoelectric element. The linear dependence of the conductivity of the piezoelectric element on the acting sy.tr1 in an extended range of compressive forces ensures, while maintaining it in the prestressed state 4j. The piezoelectric elements of these devices do not have the disadvantages of strain gauges - i.e. the time lag between the moment when the force is applied and the registration of its pulses, however, the matching of the shock impedances of the sensor material and the environment is difficult. In addition, it is difficult to protect the piezoelectric element from destruction due to its fragility. Even a slight curvature of the shock front causes the destruction of the piezoelement. The closest to the invention in its technical essence is a shock-wave pulse pressure sensor made in the form of a rod serving as an electrode, on the end of which a film of a polarized dielectric is applied. A disadvantage of this device is that it can measure the parameters of a shock wave only in an electrically conductive medium, which here serves as a second electrode, and, besides, the inconsistency of the shock impedances of the electrode and the medium. The aim of the invention is to make it possible to measure parameters of a shock wave in various media, such as electroconductive and non-conductive, with different densities, such as powder or liquid. bone. This is achieved by the fact that the proposed device contains a flat electrode located between two dielectric layers, covered from the outside by another flat electrode, with one dielectric layer being pre-polarized. The drawing shows the described device in section. The device contains an internal electrode 1, dielectric films .2 and 3, an external electrode 4, and an insulation 5. The electrodes are made of metallic foil, such as copper. A dielectric film, located first along the wave, is made of a polar dielectric, such as triacetate, and is pre-polarized with a voltage of 500–1000 V from a direct current source through an ohmic resistor (not shown in the drawing) dielectric, for example, polyethylene. Dielectric films serve as a sensitive element. The thickness of dielectric films must be such that the sensor renders with stable against electrical breakdown (in this case ae is 0.1-0.15 mm.) The outer electrode is glued onto dielectric films in the form of an outer shell, which provides isolation of the inner electrode and sensitive elements from the environment.1 In addition, the form of the second electrode allows the electrical and calibration characteristics of the sensor in any surrounding medium. The internal electrode is insulated from the external electrode along the side contour. The execution of one of the dielectric layers from a polar dielectric is caused by the fact that the signal is transformed It is located in one layer, the first along the shock wave. The implementation of the second layer of non-polar dielectric is caused by the fact that its main purpose is to isolate the internal electrode from the external one. The effect of the second layer on the transformation of the shock-wave front is insignificant. The device works as follows. The entire device is placed in the test medium, for example, powder, parallel to the shock wave front. At the moment of passage of the shock wave front through the material under study, it acts on the external electrode and the first dielectric layer, where the conversion of the mechanical force into an electrical signal proportional to the applied pressure occurs. Due to the pre-polarization of the sensing elements, the output signal is the sum of the electrical voltages arising from the shock compression of the dielectric. As a result of repeated circulation of the shock wave front, reflected from its upper and lower surfaces of the sensor and the test medium, the pressure in the sensor is set equal to the pressure in this area of the medium. The signal amplified by a polar dielectric film is fed to the inner electrode and through a high-frequency shielded wire to the input of the cathode follower, and then via a high-frequency cable to the input of a pulse oscilloscope from which the screen is recorded. (The shielded high-frequency wire, the cathode follower and the pulse oscilloscope are not shown in the drawing due to the fact that they are not elements of the sensor). Formula for inventing A device for determining parameters of a shock wave containing electrodes and a dielectric, characterized in that, in order to enable measurement in different environments, one flat electrode is located between two dielectric layers covered on the outside by another flat electrode, and one dielectric layer is previously half put. Sources of information taken into account in the examination: 1. USSR author's certificate number 361405, cl. Oi 01 L 23/18, 1970.
2.Авторское свидетельство СССР № 496478, кл.а 01 L 23/10, 1974. 2. USSR author's certificate No. 496478, class 01 L 23/10, 1974.
3.Авторское-свидетельство СССР № 538261, кл.(5 01 L 23/10, 1975. 3. USSR author's certificate No. 538261, class (5 01 L 23/10, 1975.
4.Патент США № 363481, КЛ.73-141А,. 1964. 4. US patent number 363481, KL.73-141A ,. 1964.
5.Журнал Проблемы прочности , 1973, 5, с. 94-95.5. Journal of Problems of Strength, 1973, 5, p. 94-95.
/мт // ///////л /////7/// mt // /////// l ///// 7 //
W////////////////7////W //////////// 7 7 ////
к t/3Mept/mej Mffu схемеto t / 3Mept / mej Mffu scheme
//
II