利用冲击波速度间接测试超压值的可行性研究

利用冲击波速度间接测量超压值的可行性研究安建军，教育部华北大学仪器科学与动态测试重点实验室，山西太原030051）现有冲击波超压试验的分析方法和特点在此基础上，为进一步准确确定爆炸时产生的冲击波超压和冲击，解决了冲击波超压的问题. 将该试验方法获得的超压值与超压进行了比较. 压力传感器直接测量的压力值，这证明了使用冲击波速度测试过压的理论可行性. 关键词: 冲击波；超压测量；速度测量； CLC编号: TK312； TJ650.6文件编号: 物品编号: 1672-4984（2008）03- 0131- 04间接利用冲击波过压进行可行性研究建军，张志杰，王文联教育重点实验室仪器科学动态测量中国大学，太原030051）爆炸时的冲击波超压脉冲更精确冲击波速度，可行的方法是冲击波超压间接存在于冲击波超压的测量中. 超压测量；速度Rankine-Hugoniot方程;过压值可以通过设备更多，价格较高，体积较大以及可操作性不足等不足来获得过压值.

对于各种武器，例如空对空武器，水下武器，致命爆炸，云弹等，我们必须准确测量爆炸的影响，以测量武器的伤害效果，因此对于定量评估各种武器或爆炸设备，爆炸功率以及爆炸释放的能量和燃烧率的计算表明，冲击波压力测量具有重要意义. 传统的冲击波超压测试方法主要是通过传感器将冲击波超压信号转换为电信号，通过自适应将其放大，然后通过记录设备进行记录. 通过测试结果分析冲击波压力的大小和分布. 该测试系统有几个缺点: 首先是信号传输电缆会产生“电缆效应”，有时会严重干扰测试信号. 第二个问题是，每个阶段的测试体的分离对于系统的校准和校准是不方便的. 第三坏. 还有一些缺陷会受到测试环境的严重影响，并且操作起来很麻烦. 本文提出的利用冲击波速度测量超压是一种可行的测试方法. 该方法可以避免设置兰金-胡戈尼奥特的电气测试方法. 冲击波是很强的压缩波. 冲击波波前通过前后，介质的状态该参数不是连续的，而是突然的间歇性变化，因此冲击波的本质是一种状态（传播的突变性. 它可以从连续等熵条件下一维运动的方程，动量方程和能量方程冲击波状态参数的变化之间的基本关系: 波前的温度变化: T1k +1）波前的密度变化: k + 1 Ms波前的压力变化: 著名的Rankine-Yugongu方程日期: 2007-10-18；收到修订稿的日期: 2007-12-12 25作者简介: 安建军（1982-山西省朔州市，硕士，方向为动态测试.

2kk + 1 132中国测试技术2008年的平均能量持续下降；另外，冲击波的传播不是熵. 熵在波前增加，因此在传播过程中，在受到冲击的情况下始终存在绝热的空气压缩. 产生的不可逆能量损失，冲击波越强，不可逆能量损失越大. 因此，在冲击波传播期间，波阵面的压力迅速衰减. 而且，衰减在初始阶段快速，而在后期逐渐衰减. 从实验表来看，衰减是指数的. 本课题在确认Lanjin-Yugongyu方程正确性的前提下，充分考虑了现场测试的复杂性，探索了使用Lanjin-Yugongyu精确测量激波速度的方法. 冲击波的超压，并将其与实际直接测得的冲击波的超压进行比较，在现场测试中不断发现各种影响因素，然后不断改进实验方以在理论上提出更精确的解决方案，并努力做到能够做到可以将理论方法应用于指导工程实验. 考虑到现场测试的费时费力的工作，没有一定的依据，不能轻易进行现场测试. 由于激波管激波可以很好地模拟空气激波的传播，因此将研究该主题的初步计划表述为激波. 使用管冲击波实验方法确定数学模型，然后可以在任意点计算冲击波速度. Rankine-Hugoniot方程（Rankine-Hugoniot）用于计算冲击波的峰值超压. 通过比较压力传感器测得的超压值，该方法可以进一步验证，因为冲击波速度的衰减不是线性的，因此通过两个相邻速度传感器的冲击管的平均速度不能用作两个速度传感器对该点的冲击速度进行插值，以计算反射面的冲击速度. 因此，首先求出反射面附近的冲击波波前的近似式，然后通过冲击波波前方程式求出冲击速度，求出冲击波速度. 方法.

Rankin-Yugongnu方程参数说明表参数符号参数解释Ms =相对于波前气流的峰值冲击波的马赫数冲击波后的峰值超压波前和波比空气比冲击波速度波前介质本身的速度测试环境温度下的空气基于测试环境的大气压. 本文基于此. 我们力求查询冲击波速度的测量值以获得准确的冲击波速度，并使用Rankine-Yugonguu方程计算超压值. 可以将通过该公式计算出的超压值与直接测量的峰值超压进行比较，以确定其误差范围，从而证明了该方法的可行性和合理性. 文献[1]中速度测量模型的建立，也证明了基于测得的冲击波速度，使用兰金-尤金古方程计算峰值超压的可行性和合理性. 指出冲击波速度测量方法的简单表达是: 在冲击波测试系统装置上安装两个用于测量冲击波速度的传感器. 当冲击波通过时，传感器会通过温度或压力效应产生两个电脉冲，并将其传输到系统. 系统计时器将测量冲击波通过两个传感器的时间. 将两个传感器的中心距离除以测得的时间差，即可获得用于两个速度传感器之间直接压力测量的传感器冲击波的速度. 可以看出，此处计算出的冲击波速度实际上是平均速度. 该论文还指出: 根据美国陆军的实验规定，“测量冲击波在与爆炸中心相距60 cm的两个点处的直线到达时间，可以获得相应的平均冲击波传播速度”. ，这样就有了冲击波通过测试点的速度. 显然，该方法是在大量实验的基础上获得的经验总结. 虽然在误差范围内是可行和合理的，但本文也获得了从实地测试获得的理想的实验数据，但也表明它只能用于限制测量之间的短距离点和爆发中心.

由于空气冲击波向外传播，波前的压力冲击波以球形向外扩展，然后随着传播距离的增加，波前的面积增加，因此即使没有其他能量损失时，波阵面每单位面积的能量分布也将迅速减小，空气冲击波的正压面积会随着波的传播而不断增加，而压缩空气的数量会继续增加，使得空气单位质量x1x2 x3 x4 x5冲击管测量点布置冲击速度测试的原理如图所示. 图中坐标的原点位于第一个速度传感器处，则每个速度传感器的坐标为x1 = 0，x2 = l1，x3 = l1 + l2，x4 = l1 + l2 + l3，坐标为冲击管的冲击反射面x5 = l1 + l2 + l3 + l4. 如果以冲击波到达第一速度传感器的时间为起点，则冲击波到达每个速度传感器的时间记录为: t1 t4l1 l2 l3 l4 133安建军等: 间接测试过压使用冲击波速度的数值可行性研究t1 = 0，t2 =Δt1，t3 =Δt1+Δt2，t4 =Δt1+Δt2+Δt3，到达反射面的时间为t4. 可以用三次多项式拟合激波波前的近似方程，以获得激波管上的测量数据，激波管上测量点的坐标以及逻辑上记录的时间值: l1 = l2 = l3 = 0.55 t2-t3）（t2-t4）t3-t2）（t3- t4）t4-t2）（t4- t3），则冲击速度为（t2-t3）（t3- t4）t3-t2）（t3 -t4）t2 = 841.210 t4- t2）（t4- t3）t3 t4 = 2547.210您还可以使用三次多项式拟合获得冲击波波前方程的反函数（使用MATLAB编程来实现计算MATLAB编程计算结果显示: >> p = polyfi（t 688.6e- 62 547.2e-1.65）结果= 635.201 x2-x3）（x2- x4）x3-x2）（x3- x4）x4-x2）（x4- x3）.

在实际计算中，使用MATLAB编程来计算: p = polyfi（t [x1，x2，x3，x4]，[t1，t2，t3，t4]，2k [Ms k +1，其中P0 = 0.97 MPa （太原地区大气压的近似值）x4）T0 = 293K（实验室室温的近似值）K = 1.4（室温的近似值）本文在分析传统冲击波超压测试方法的基础上，提出了一种可行的方法. 特性冲击波超压间接测试方法，即使用冲击波速度间接测量冲击波在使用冲击波速度间接测量冲击波超压方法的理论可行性验证实验中，我们模拟了冲击波冲击管产生的冲击波发出的信号，在冲击管上合理布置测量点，分别用逻辑记录冲击波信号. 测量点之间的距离差和时间差可以通过三次多项式拟合法近似得到激波前方程，通过推导该方程可以得到激波的瞬时速度，并将测得的瞬时速度引入用兰金-Hugoniot方程（Rankine-Hugoniot）计算出超压值. 为了比较间接测得的冲击波超压值的精度，在反射面上设置了直接测压点，并将计算值与直接测得的值直接比较，说明了该方法的可行性. C = 20.1“ T0 = 344.05，超压值P = 2.725 MPa.

由压力传感器测得的过压值约为: P1 = 2.92 MPa. 通过比较两者，误差值为: 2.92- 2.725 100％7.2％2.725结论结论由于测量引起的误差是多种多样的，有些误差是不可避免的. 测量值和实际值之间必须存在差异. 通过比较，误差很小. 因此，从理论上讲，我们证明了这种测试方法是可行的. 在保证了激波管的激波管实验数据的基础上，在确认激波管激波实验的理论的基础上，必须充分考虑现场试验的诸多复杂因素，有目的地进行必要的研究134中国Test Technology 2008网站测试需要在现场测试中寻求新的结果. 参考文献《工程学报》，1995年（白春华. FAE武器爆炸场压力场测试方法王文联. 速度和压力同时测量的存储冲击波测试系统研究[D]. 硕论文. 石家庄: 华北工学院， 2004.张连玉. 气体动力学的爆炸基础[M]. 北京: 北京理工大学，1982: 363-370. 初步研究[J]. 爆炸与冲击，1997，17（增刊）13.顾平，肖长彦. FAE云爆震冲击波压力测试技术研究[J]. 爆炸与冲击，2001，21（1993: 77-78. 研究[J]. 推进剂与，2002，25（19-22. ）爆炸的基本原理[M]. 北京: 国防工业出版社，1988. [10] Homae et al. 简单的光纤针波[J]. 科研仪器，2000，71（11）194. [11] ]两个不同的动态力测量系统Mea之间的Kumme比较保证，1992（10）140-144. [12] Ismail爆炸波参数形成了燃料空气爆炸ADPAJoint Intl. 纽约能源材料技术学会； ADPA，1992: 230-236. Ouyeon. CCD图像传感器在军事武器装备中的应用[J]. 集成通信，2006，24（48-51. 田进文. 利用多个光学成像探测器估计目标距离[J]. 仪表技术与传感器，2004（50-52. CCD立体视觉系统的理论研究[J]. 黄成全，马承顺. 双目立体实时测距系统关键技术研究[J]. 激光与红外，2006，36（874-877. ）基于模板匹配的运动快速目标检测与跟踪[J]. 应用科学与技术，2006，33（115-117. 吴立德. 计算机视觉[M]. 上海: 复旦大学出版社，1993. 第116台机器. p>

由于计算中的参数小且误差大，因此获得的值只能是估计结果. 鉴于无人机测距的目的只是为了实时避障，因此对精度的要求不是很高. 可以采用该方法. 另外，在许多方面可以改进成像系统，例如偏转CCD光轴，增加视野，提高目标匹配速度，这需要进一步的研究和测试. 参考文献106-109. [10]李海滨，斌. 双目立体视觉测距系统误差模型研究[J]. 光学技术冲击波速度，2006，32（24-26. [11]宋志峰，梅顺奇. 一种基于图像识别的目标分割方法[J]. 武汉科技大学学报，2002，15（91-94.Wang延庆. 基于CBL的双目视觉自主机器人定位[J]. 哈尔滨工业大学学报，2004，36（896-898. 陈天华，等. 自主飞行小型飞行器系统的设计[J]. 航空精密制造技术，2006，42（55-59.

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