基于空间分辨的飞片速度场测量系统及姿态动态表征方法技术方案

本发明专利技术公开了基于空间分辨的飞片速度场测量系统及姿态动态表征方法，显微PDV测速探头将多点PDV测速主机出射的激光按预设测点分布穿过透明窗口后投射到飞片表面；显微PDV测速探头收集飞片表面不同测点位置的返回光；多点PDV测速主机产生与飞片运动导致的多普勒频移相对应的光学干涉信号，将光学干涉信号转换成相对应的高频电信号；高宽带数字示波器用于记录多点PDV测速主机输出的高频电信号；数据处理装置用于对电信号进行解析处理，得到不同测点的飞片自由面速度和飞片撞击透明窗口的界面粒子速度历程。本发明专利技术能够同时实现飞片自由面速度及界面粒子速度历程精确测量，实现飞片姿态的连续时间分辨表征。片姿态的连续时间分辨表征。片姿态的连续时间分辨表征。

【技术实现步骤摘要】
基于空间分辨的飞片速度场测量系统及姿态动态表征方法


[0001]本专利技术属于火工品性能测试
，具体涉及一种基于空间分辨的飞片速度场测量系统及姿态动态表征方法。

技术介绍

[0002]冲击片雷管最早由美国劳伦斯
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利弗摩尔国家实验室的科研人员Stroud在1976年提出，用桥箔电爆炸驱动飞片起爆低感度炸药，具有对电磁干扰不敏感、可以提供精确时序以及输出稳定压力的优点，因此在军事领域、航空航天、石油、采矿等行业有着非常广泛应用。冲击片雷管能量传递及作用过程主要包含三个紧密联系的阶段：金属桥箔电爆炸、电爆炸等离子体驱动飞片加速和飞片冲击起爆始发药。飞片撞击始发药的姿态（完整性、平面性）、动能（速度场、厚度场分布）是最关键的物理量，它受之前放电回路、桥箔、飞片和炮膛等诸多因素的耦合影响，又决定着是否能够可靠激发始发药，进而引爆后续爆轰序列。为了实现对冲击片雷管的性能表征和优化设计，必须对动作全过程中的飞片姿态进行诊断。由于冲击片雷管尺寸较小（炮膛直径约400
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1000 μm，炮膛长度约200
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于空间分辨的飞片速度场测量系统，其特征在于，包括透明窗口、显微PDV测速探头、多点PDV测速主机、高宽带数字示波器和数据处理装置；所述透明窗口安装于冲击片雷管组件的炮膛出口处；所述显微PDV测速探头将所述多点PDV测速主机出射的激光按预设测点分布穿过所述透明窗口后投射到炮膛内的飞片表面；所述显微PDV测速探头收集飞片表面不同测点位置的返回光并传输给所述多点PDV测速主机；所述多点PDV测速主机产生与飞片运动导致的多普勒频移相对应的光学干涉信号，将光学干涉信号转换成相对应的高频电信号并将其传输给所述高宽带数字示波器；所述多点PDV测速主机具有匹配所述显微PDV测速探头测点数的测量通道；所述高宽带数字示波器用于记录所述多点PDV测速主机输出的高频电信号；所述数据处理装置用于对所述高宽带数字示波器记录的高频电信号进行解析处理，得到不同测点的飞片自由面速度和飞片撞击透明窗口的界面粒子速度历程以进行飞片姿态表征。2.根据权利要求1所述的基于空间分辨的飞片速度场测量系统，其特征在于，所述透明窗口采用氟化锂、有机玻璃或蓝宝石加工而成。3.根据权利要求1所述的基于空间分辨的飞片速度场测量系统，其特征在于，所述显微PDV测速探头在0.45 mm
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0.60 mm炮膛直径内布置7
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81个测点，且测点分布要求在炮膛高度范围内不重叠。4.根据权利要求1所述的基于空间分辨的飞片速度场测量系统，其特征在于，所述显微PDV测速探头采用基于透镜阵列的非成像方式或基于单个镜头或者镜头组的成像方式。5.根据权利要求1所述的基于空间分辨的飞片速度场测量系统，其特征在于，所述透明窗口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘寿先，李建中，赵新才，叶雁，雷江波，刘俊，袁树云，王荣波，朱礼国，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：