一种水中爆炸压力测试实验系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开一种水中爆炸压力测试实验系统。涉及爆炸力学测定试验技术领域，操作简单方便，可以作为进行水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究的实验设备。包括：容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；容器及药包用于模拟出水中爆场景，通过投影仪在水面上投射散斑，两台高速相机用于采集第一水面波动的图像，计算机上安装的图像分析模块和爆炸压力计算模块用于对所述图像进行处理分析及计算，以实现对水中爆炸压力的测试实验。本实用新型专利技术适用于水中爆炸压力测定实验中。

An experimental system for measuring explosion pressure in water

The embodiment of the utility model discloses an explosion pressure test experimental system in water. The invention relates to the technical field of explosion mechanics measurement and test, which is simple and convenient to operate, and can be used as the experimental equipment for theoretical exploration and experimental research of explosion pressure measurement scheme in water. It includes: container, charge, controller, protective glass, two high-speed cameras, projector, computer, image analysis module and explosion pressure calculation module; container and charge are used to simulate the water explosion scene, project speckle on the water surface through the projector, two high-speed cameras are used to collect the image of the first water surface fluctuation, image analysis module and explosion pressure installed on the computer The force calculation module is used to process, analyze and calculate the image, so as to realize the test experiment of explosion pressure in water. The utility model is suitable for measuring explosion pressure in water.

【技术实现步骤摘要】
一种水中爆炸压力测试实验系统
本技术涉及爆炸力学测定试验
，尤其涉及一种水中爆炸压力测试实验系统。
技术介绍
随着核电站、水域周边建筑等涉及海洋工程与运输设备产业的发展，水中爆炸(underwaterexplosion)产生的冲击压力的测定开始受到相关
人员的重视及研究。专利技术人在实现本技术的过程中发现：现有对水中爆炸压力的测定方案一般是通过传感器等组成的装置设置于水中进行测定，该种测定方案由于水中布设工作量较大，相应会增加操作难度。为了对水中爆炸压力测定的方案进行理论探索及实验研究，亟需一套操作简单的、可以进行水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究的实验系统。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术实施例提供一种水中爆炸压力测试实验系统，操作简单方便，可以作为进行水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究的实验设备。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本技术实施例提供一种水中爆炸压力测试实验系统，所述水中爆炸压力包括水面爆炸压力及水下爆炸压力；所述系统包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；容器，用于盛放液体；所述液体包括水，药包，设于所述液体中，用于产生被测爆炸源，使水面产生波动；控制器，分别与所述药包及两台高速相机连接，用于控制药包起爆及同步触发高速相机采集图像；防护玻璃，设于容器上方、投影仪下方位置，用于防止容器中水飞溅到高空；高速相机，用于图像采集，拍摄容器内盛放的液体表面状态图像；投影仪，与计算机相连，用于投射计算机生成的散斑到所述容器内盛放的液体表面；计算机，与投影仪相连，用于生成、输出散斑，并控制投影仪；所述计算机还与控制器及高速相机分别相连；所述图像分析模块及爆炸压力计算模块，装载于计算机上。优选地，两台相机分别为第一相机及第二相机，所述第一相机及第二相机关于所述投影仪对称设置，所述第一相机及第二相机的镜头朝向所述容器设置。优选地，所述控制器连接于所述药包导火索，所述药包的导火索位于容器中的节段上设置有防水管。本技术实施例提供的水中爆炸压力测试实验系统，包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；这样，通过采用上述容器及药包模拟出水中爆炸试验，通过在水面上方设置的投影仪在水面上投射散斑，利用高速相机采集第一水面波动的图像，计算机上安装的图像分析模块和爆炸压力计算模块用于对所述图像进行处理分析及计算，以实现对水中爆炸压力的测试实验。该水中爆炸压力测试系统操作简单方便，便于在实验室开展水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究，可以作为进行水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究的实验设备，以为开展新的适用于水中爆炸压力的测定方案提供实验基础。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术实施例水中爆炸压力测试实验系统一实施例结构示意图；图2为本技术实例中确定第一波动水面位置的爆炸前后的位移的形函数模型示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1及图2所示，本技术实施例一种水中爆炸压力测试实验系统，适用于实验室中对水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究，以为开展新的适用于水中爆炸压力测定的技术方案提供实验研究基础；所述水中爆炸压力包括水面爆炸压力及水下爆炸压力。所述系统包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块。容器，用于盛放液体；所述液体包括水，药包，设于所述液体中，用于产生被测爆炸源，使水面产生波动；控制器，用于控制药包起爆及同步触发高速相机；防护玻璃，设于容器上方、投影仪下方位置，用于防止容器中水飞溅到高空；高速相机，用于图像采集，拍摄容器内盛放的液体表面状态图像；投影仪，与计算机相连，用于投射计算机生成的散斑到所述容器内盛放的液体表面；计算机，与投影仪相连，用于生成、输出散斑，并控制投影仪；所述计算机与控制器及高速相机分别相连，用于接收控制器的同步触发信号并传递给高速相机，控制高速相机的触发，并接收及储存高速相机采集的图像；图像分析模块，装载在计算机上，用于处理分析两两台高速相机采集的图像，基于所述图像计算确定水面的位移和应变并输出；爆炸压力计算模块，装载在计算机上，用于基于水的体积弹性模量及确定的所述应变计算出第一波动水面位置的水面爆炸压力。根据所述水面爆炸压力确定表征相应药包爆炸能量的无量纲参数K值；基于所述K值，根据公式计算得到水中不同位置点的爆炸压力随到爆源的距离的变化曲线；其中，Pm为水中爆炸压力，单位MPa；R为不同位置点到爆源的距离，单位m；w为炸药量，单位kg；根据所述变化曲线，确定水中任一位置的爆炸压力。本技术实施例提供的水中爆炸压力测试实验系统，包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；这样，通过采用上述容器及药包模拟出水中爆炸试验，通过在水面上方设置的投影仪在水面上投射散斑，利用高速相机采集第一水面波动的图像，计算机上安装的图像分析模块和爆炸压力计算模块用于对所述图像进行处理分析及计算，以实现对水中爆炸压力的测试实验。该水中爆炸压力测试系统操作简单方便，便于在实验室开展水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究，可以作为进行水中爆炸压力测定方案的理论探索及实验研究的实验设备，以为开展新的适用于水中爆炸压力的测定方案提供实验基础。具体的，两台相机分别为第一相机及第二相机，所述第一相机及第二相机关于所述投影仪对称设置，所述第一相机及第二相机的镜头朝向所述容器设置。这样利用两台相机从不同的角度对实验过程进行拍摄，可以将拍摄的图像生成三维图像。其中，所述图像分析模块，具体用于根据数字图像相关技术原理，基于高速相机拍摄的变形前后水面的数字散斑图像，通过追踪水面的散斑图像，匹配变形前后数字散斑图像中的对应图像子区获得水面各点的位移，以实现变形过程中水面的三维坐标、位移及应变值的测量和获取。在本技术一个实施例中，所述控制器连接于所述药包导火索，所述药包的导火索位于容器中的节段上设置有防水管路。这样，可以避免导火索失效，而导致实验不能顺利开展。在本技术一个实施例中，爆炸压力计算模块，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中爆炸压力测试实验系统，其特征在于，所述水中爆炸压力包括水面爆炸压力及水下爆炸压力；所述系统包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；/n容器，用于盛放液体；所述液体包括水，/n药包，设于所述液体中，用于产生被测爆炸源，使水面产生波动；/n控制器，分别与所述药包及两台高速相机连接，用于控制药包起爆及同步触发高速相机采集图像；/n防护玻璃，设于容器上方、投影仪下方位置，用于防止容器中水飞溅到高空；/n高速相机，用于图像采集，拍摄容器内盛放的液体表面状态图像；/n投影仪，与计算机相连，用于投射计算机生成的散斑到所述容器内盛放的液体表面；/n计算机，与投影仪相连，用于生成及输出散斑，并控制投影仪，所述计算机还与控制器及高速相机分别相连；/n所述图像分析模块及爆炸压力计算模块，装载于计算机上。/n

【技术特征摘要】
1.一种水中爆炸压力测试实验系统，其特征在于，所述水中爆炸压力包括水面爆炸压力及水下爆炸压力；所述系统包括容器、药包、控制器、防护玻璃、两台高速相机、投影仪、计算机、图像分析模块和爆炸压力计算模块；
容器，用于盛放液体；所述液体包括水，
药包，设于所述液体中，用于产生被测爆炸源，使水面产生波动；
控制器，分别与所述药包及两台高速相机连接，用于控制药包起爆及同步触发高速相机采集图像；
防护玻璃，设于容器上方、投影仪下方位置，用于防止容器中水飞溅到高空；
高速相机，用于图像采集，拍摄容器内盛放的液体表面状态图像；
投影仪，与计...

【专利技术属性】
技术研发人员：左进京，杨仁树，杨立云，丁晨曦，赵玉津，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11