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自由場爆炸沖擊波壓力(超壓)測試系統

作者:丁儀    作者單位:成都泰斯特電子信息有限公司    2010年3月8日  

    炸藥在空中爆炸時生成的空氣沖擊波的峰值超壓和沖量是炸藥能量特性的一項重要參數,也是衡量彈藥特別是爆破及殺傷——爆破戰斗部損傷效果的一項重要指標,其準確測量具有重要的意義。超壓測試試驗裝置一般如圖所示:
   
   
   
      傳感器接受爆炸產生的壓力信號,經信號適配器(放大器),由數據采集器數字化后,記錄并分析處理。
   
      作為國內數據采集設備主要的提供商,我們協助多個單位完成了自由場爆炸沖擊波壓力測試,熟悉如何處理現場測試中的問題,了解現有測試系統存在的問題,并負責組建了一套新的測試系統, 主持完成了測試實驗,得到了較為理想的測試數據。
   
      目前常見的超壓測試主要由以下部分組成:
      傳感器:超壓測試中,壓力信號測試一般使用壓電式和壓阻式傳感器。
      信號適配器:壓電式傳感器需配電荷放大器。壓阻式傳感器需配數據放大器或動態應變儀。
      數據采集及處理系統:目前數據采集設備有兩種方式:通用型動態測試分析儀、外場用遠程數據采集器。
   
   
    通用型數據測試分析儀
   
      TST3000 動態測試分析儀:TST3000系列動態測試分析儀,是將工業級PC機與瞬態數字化波形記錄儀集成為一體的新一代測試儀器,它通過專門設計的高速數據采集板及系統軟件,實現將高速瞬態信號由模擬信號轉為數字信號,同時利用功能強大的PC機,實現數字信號的存儲、分析處理及打印輸出等功能。采用與PC機的有機結合,使得儀器的操作使用十分簡單,操作儀器只需使用計算機鍵盤或鼠標就能完成,用戶能在很短的時間內學會操作使用。使其成為各種高精度動態測試的首選產品。已用于工程爆破、結構沖擊響應、風洞、內燃機燃燒、槍炮膛壓等測試領域。
   
      并行通道數:8--32
      每通道最高采樣率:20M sps(每秒樣點數)
      存儲深度:1M樣點/CH
      量程:±25V ~ ±100mV,多檔可調
      AD:10bit
      配置:一體化工作站
      軟件處理功能:采集/顯示/存儲/時域處理/頻域處理/數字濾波/工程定標等
      外場用遠程數據采集器
   
      TST5105系列便攜式高速數據采集器是專為野外和現場試驗設計的儀器。具有重量輕,結構尺寸小等特點。TST5105內置CPU,通過以太網實現與主控機(帶以太網接口的PC機或筆記本電腦)的數據交換,按照TCP/IP協議進行通訊,每臺采集器有8路獨立采集通道,可積木式擴展,提供在線、離線兩種工作方式。
   
      通道數:8CH/臺
      A/D分辨率:12Bit
      量程:±5V
      帶寬:不小于400K
      采樣率:1MHz、500KHz、200KHz、…、200Hz多檔可調
      采樣長度:2K、3K、…、128K多檔可調
      采樣負延時:可調
      觸發方式:手動觸發、內觸發、外觸發
      觸發電平:可調
      觸發沿:上升沿、下降沿
      提供以太網通接口通訊,通訊距離為100m以內
      外型尺寸:230mm х100mmх310mm(寬х高х深)
   
   
    TST3206動態分析儀和TST5105數據采集器的比較
      TST3206在超壓測試中得到了廣泛的應用,我公司人員參與多次自由場中爆炸沖擊波測試,儀器完全能滿足測試要求的。但TST3206對測試裝藥量更大的靜爆試驗時,會有一些困難。
   
      為了保證儀器操作人員的安全 ,儀器操作人員與爆心須有一定的距離。TST3206儀器是由操作人員在現場操作的,同時TST3206儀器中硬盤的耐沖擊的能力有限。前面提到的幾個試驗,裝藥量都在10Kg以內,傳感器到儀器的電纜長為50米,當裝藥量更大時,須增加電纜線的長度。而增加電纜線的長度一方面是不經濟的,也增加了保護電纜的工作量,更主要的是所測試的瞬態高頻信號,由于電纜線過長帶來的信號畸變,這種信號畸變是很難處理的。
   
      對TST3206在大藥量靜爆試驗中的弱點,我公司開發了TST5105數據采集器。
   
      TST5105數據采集是類似于“黑匣子”的記錄裝置,它可以實現瞬態信號的就地數字化,并具有數據存儲的功能。設置好測試參數,將儀器放置測試現場,當爆炸發生時,儀器工作,并保存好數據。試驗完成后,將儀器回收。并將測試數據轉到計算機中,再分析處理。
   
      現場測試時,只須考慮儀器的防護(儀器受沖擊波及破片的損壞)。TST5105以八個測試通道為一組,儀器外形尺寸為0mm*240mm*320mm,重量4.5Kg,其防護是較容易的。
   
      TST5105數據采集器,每通道最高采樣率為1Msps,這是我公司 在調研了較多的用戶以及分析了超壓測試的特點而設計的。在我們參加的爆試驗中,實際的采樣速率只用到了500Ksps,而不管是壓電式和壓阻式壓力傳感器,其使用頻率很難超過200KHZ,同時信號中的高頻成分占的比重很小,因此TST5105將最高采樣設計成1Msps是能滿足測試要求的。
   
    www.chengdutest.com 聯系:028-84384458

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