一. 測試系統(tǒng)概述
爆炸沖擊波壓力(超壓)*值、正壓作用時間爆炸壓力沖量以及沖擊波傳播規(guī)律是評價火工品性能的重要指標(biāo),這些技術(shù)參數(shù)一般由試驗測定。由于爆炸過程的特殊性,要得到完整準確的測量數(shù)據(jù),必須在測試系統(tǒng)的構(gòu)建以及測試系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝連接上全面考慮。
二.傳感器
1.壓力傳感器:
爆炸測試中,應(yīng)該選用高頻壓力傳感器。目前爆炸測試,壓力傳感器一般選用壓電式或壓阻式。我們認為在氣體粉塵爆炸壓力測試中,選用壓阻式壓力傳感器比壓電式傳感器更好。
壓電式壓力傳感器測量的壓力較大,*可到1000Mpa,目前國內(nèi)的產(chǎn)品,*小量程為15Mpa,更小量程的傳感器制作很難。因此用國內(nèi)的壓電式壓力傳感器測量氣體壓力是不合適的,進口傳感器的價格又太高,售后也不方便。
壓電傳感器在測量管道內(nèi)氣體爆炸壓力時,更大的問題是傳感器對熱敏感,測量由于熱的作用,會產(chǎn)生負信號。
關(guān)于熱作用對壓電傳感器的影響,《科學(xué)通報》2007,52(17)有一篇中科院力學(xué)所的報告中(一種壓電式壓力傳感器的放防熱方法)有進一步的分析。
以前一般認為,壓電式傳感器的頻率響應(yīng)很高。實際上,目前壓阻傳感器的頻響可以作得更高。進口壓電壓力傳感器的自振頻率*的為400KHz—500kHz,國產(chǎn)的在150KHz—200KHz。而國產(chǎn)的壓阻式壓力傳感器自振頻率可以作到800KHz—1MHz。
但壓阻壓力傳感器在制成高頻響時,又必須考慮光對傳感器的影響,目前我們成都科大勝英科技有限公司和有關(guān)傳感器廠家合作,生產(chǎn)出了防光影響的高頻壓阻式壓力傳感器,并在氣體爆炸壓力測試中,得到了很好的壓力波形。河北科技大學(xué)、中北大學(xué)的氣體爆炸壓力測試就是用這種傳感器,測量的壓力波形很好。
有必要強調(diào)一點,在爆炸瞬態(tài)測試中,傳感器出來的信號不一定是需要的測試信號。
成都科大勝英科技有限公司的CY400高頻壓力傳感器
2.火焰?zhèn)鞲衅?/p>
爆炸過程的火焰,一般通過測試爆炸過程的光來實現(xiàn)。目前常見的火焰?zhèn)鞲衅魇怯霉饷綦娮枳鳛閭鞲衅?,光敏電阻的頻率響應(yīng)很低,將光信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)量,只檢測有無火焰,事實上除了火焰在管道內(nèi)的傳播規(guī)律,檢測點火焰的持續(xù)時間也是很重要的參數(shù),我公司為重慶煤科院制作的火焰?zhèn)鞲衅?,利用光電管的高頻特性,把光電信號作為模擬信號,通過數(shù)據(jù)采集,能測量火焰的持續(xù)時間。
成都科大勝英科技有限公司的CKG100火焰?zhèn)鞲衅?/p>
3.溫度傳感器
三.系統(tǒng)構(gòu)成
下圖為實際測量曲線。測試系統(tǒng)包括高頻壓力傳感器,CR6251移動式瞬態(tài)信號記錄儀,網(wǎng)線,筆記本電腦,傳感器安裝座, 爆炸源為一個*。
從圖中可以看出:壓力曲線與爆炸力學(xué)的理論曲線是很接近的,爆炸壓力、正壓作用時間、信號的時間間隔都非常清楚。