[发明专利]一种用于测量炸药燃烧转爆轰的光电测试系统

说明书

本发明公开了一种用于测量炸药燃烧转爆轰的光电测试系统，包括依次连接的激光器、分光器、光电探头和后处理系统；激光器用于为测试系统提供初始的信号源；分光器用于将激光器发射的高功率光信号分散为若干分信号；光电探头用于捕捉待测量炸药点燃后产生的波信号并转换为光信号；后处理系统用于对光电探头采集的光信号进行后处理。本发明采用激光器作为初始信号源，充分发挥激光传播速度快、响应频率高的特点，大幅提升测试结果的精确度；采用光电探头作为信号捕捉器，既可以捕捉燃烧波信号，又可以捕捉爆轰波信号，保证试验时可完整获取炸药的燃烧转爆轰过程；并且光电探头结构简单、造价便宜。

技术领域

本发明涉及炸药实验室测量技术领域，具体涉及一种用于测量炸药燃烧转爆轰的光电测试系统。

背景技术

燃烧转爆轰(又称DDT过程)，是指炸药中传播的爆燃逐步发展并转变为爆轰的过程。DDT过程是一个经历多阶段的过程，该过程包含复杂的物理和化学变化，广泛存在于炸药的起爆以及武器弹药的作用过程中，同时，也是炸药在生产、储存过程中必须要考虑的安全因素之一，是炸药全寿命周期安全性设计与评价的重要性能参数之一。因此，DDT成为炸药爆炸特性和弹药安全性能研究的重要研究内容，备受相关研究人员的重视。

关于DDT过程通常基于燃烧转爆轰试验系统(DDT系统)开展试验研究，该系统由波速测试系统、点火具及样品管组成，其工作原理如下：样品管壁沿轴向等间距分布一列直径相同的微孔，微孔内安装感应装置，用于获取燃烧或爆轰波信号，炸药燃烧或爆炸时，产生的燃烧或爆轰波触发感应装置而获取时间信号，通过后处理，便可获得波阵面在样品管内传播至特定区域的对应时刻和速度。波速测试系统是DDT系统的核心部件，决定了试验结果的准确性及可靠性。

目前，现有的波速测试系统主要有电离探针测试系统、微波测试系统及高速摄像测试系统，但是，电离探针测试系统仅对爆轰信号敏感，对燃烧信号相对不敏感，因此，试验过程中时常无法有效获取燃烧信号，无法保证试验结果的可靠性；微波测试系统包括微波传感器、信号产生模块、对消模块、收发前端模块、下变频模块、数据处理模块及电源模块等，涉及的测试部件众多，试验过程中需要耗费大量时间对系统进行调试，并且炸药燃烧或爆炸时会对微波传感器造成不可逆的结构破坏，而微波传感器属于高价值精密元器件，因此，采用该方法进行DDT研究具有试验效率低、经济性差等缺点；高速摄像测试系统通过高速摄像仪记录点火燃烧后每个微孔出现首帧火焰的时刻，但常见高速摄像系统的最高拍摄速率为10000帧/秒，所能记录的时间精度仅为ms量级，但DDT是一个极快速的传播过程，其时间分辨率在μs量级，因此，采用高速摄像测试系统所获取的试验结果具有时间分辨率低、精度差的缺点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于测量炸药燃烧转爆轰的光电测试系统，解决现有技术中的装置时间分辨率低、精度差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：一种用于测量炸药燃烧转爆轰的光电测试系统，包括依次连接的激光器、分光器、光电探头和后处理系统；

所述的光电探头固定在装有待测样品的样品管上的开孔中；光电探头数量与分光器发出的分信号通道数量保持一致；

所述的激光器用于发射高功率激光信号，从而为测试系统提供初始的信号源；

所述的分光器用于将激光器发射的高功率光信号分散为若干分信号，并将分信号传输到光电探头；

所述的样品管用于盛放待测量炸药；

所述的光电探头用于捕捉待测量炸药点燃后产生的波信号并将捕捉到的波信号转换为光信号，将转换后的光信号输出到后处理系统；

所述的后处理系统用于把光电探头输出的光信号转换为电信号，并得到对应光电探头位置处的电信号所对应的时间信号。

本发明还具有如下技术特征：