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                  技術文章

                  自由場爆炸試驗測試系統

                  一.  測試系統概述

                  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律是評價火工品性能的重要指標,這些技術參數一般由試驗測定。由于爆炸過程的特殊性,要得到完整準確的測量數據,必須在測試系統的構建以及測試系統的現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,目前國內的產品,*小量程為15Mpa,更小量程的傳感器制作很難。因此用國內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,會產生負信號。

                  關于熱作用對壓電傳感器的影響,《科學通報》2007,52(17)有一篇中科院力學所的報告中(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,國產的在150KHz—200KHz。而國產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傳感器廠家合作,生產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、中北大學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。

                  有必要強調一點,在爆炸瞬態測試中,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.火焰傳感器

                     爆炸過程的火焰,一般通過測試爆炸過程的光來實現。目前常見的火焰傳感器是用光敏電阻作為傳感器,光敏電阻的頻率響應很低,將光信號轉換為開關量,只檢測有無火焰,事實上除了火焰在管道內的傳播規律,檢測點火焰的持續時間也是很重要的參數,我公司為重慶煤科院制作的火焰傳感器,利用光電管的高頻特性,把光電信號作為模擬信號,通過數據采集,能測量火焰的持續時間。

                  成都科大勝英科技有限公司的CKG100火焰傳感器

                  自由場爆炸試驗測試系統

                  3.溫度傳感器

                  自由場爆炸試驗測試系統

                   

                  三.系統構成

                  下圖為實際測量曲線。測試系統包括高頻壓力傳感器,CR6251移動式瞬態信號記錄儀,網線,筆記本電腦,傳感器安裝座, 爆炸源為一個*。

                  自由場爆炸試驗測試系統

                  從圖中可以看出:壓力曲線與爆炸力學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。

                  自由場爆炸試驗測試系統

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