一. 測試系統概述
爆炸沖擊波壓力(超壓)*值、正壓作用時(shí)間爆炸壓力沖量以及沖擊波傳播規律是評價(jià)火工品性能的重要指標,這些技術(shù)參數一般由試驗測定。由于爆炸過(guò)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(chǎng)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(chǎn)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(jìn)口傳感器的價(jià)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(shí),更大的問(wèn)題是傳感器對熱敏感,測量由于熱的作用,會(huì )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(jìn)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(shí)際上,目前壓阻傳感器的頻響可以作得更高。進(jìn)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(shí),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(chǎng)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。
有必要強調一點(diǎn),在爆炸瞬態(tài)測試中,傳感器出來(lái)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(guò)程的火焰,一般通過(guò)測試爆炸過(guò)程的光來(lái)實(shí)現。目前常見(jiàn)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(kāi)關(guān)量,只檢測有無(wú)火焰,事實(shí)上除了火焰在管道內的傳播規律,檢測點(diǎn)火焰的持續時(shí)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(guò)數據采集,能測量火焰的持續時(shí)間。
成都科大勝英科技有限公司的CKG100火焰傳感器
3.溫度傳感器
三.系統構成
下圖為實(shí)際測量曲線(xiàn)。測試系統包括高頻壓力傳感器,CR6251移動(dòng)式瞬態(tài)信號記錄儀,網(wǎng)線(xiàn),筆記本電腦,傳感器安裝座, 爆炸源為一個(gè)*。
從圖中可以看出:壓力曲線(xiàn)與爆炸力學(xué)的理論曲線(xiàn)是很接近的,爆炸壓力、正壓作用時(shí)間、信號的時(shí)間間隔都非常清楚。