[发明专利]基于单向油压阀的冲击波能量无源测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种基于单向油压阀的冲击波能量无源测量装置及测量方法，目的是解决目前冲击波测量准确性不高、布设难度大、成本高问题。测量装置由液压油容器、液压油、驱动滑块、连接件、收油容器、固定盖板及密封圈组成。液压油容器管壁设置用于注入液压油的进油阀，驱动滑块在液压油容器中自由滑动；连接件中心处设置单向油压阀，使得液压油容器与收油容器之间相通；在爆炸冲击波测量过程中驱动滑块受到冲击波的作用后获得动能做功，对液压油施加压力，液压油通过单向油压阀进入收油容器，根据收油容器中收集到的液压油的体积与冲击波能量的对应关系式实现对爆炸场冲击波能量的测量。本发明装置结构简单、布局方便，可准确测量冲击波能量。

技术领域

本发明涉及爆炸场冲击波参数测量领域，具体涉及一种基于单向油压阀的冲击波能量测量装置。

背景技术

炸药在空气中爆炸时，周围空气的压力、密度和温度等状态发生突跃变化而产生冲击波。冲击波会对爆炸场附近的人员、设备和建筑物产生毁伤破坏，爆炸冲击波的破坏作用可用冲击波超压衡量。冲击波以波阵面的形式产生和传播，冲击波波阵面上的超压与冲击波能量有关。为了对爆炸冲击波的毁伤破坏威力进行评估，需要对爆炸冲击波的能量进行测量。现有对爆炸冲击波参数的测量方法主要包括等效靶法、电测法和生物效应法等。

等效靶法是将经过标定后与实际目标具有相似毁伤机理的等效靶固定在爆炸场中，根据爆炸冲击波作用后等效靶的被破坏程度来定性地评定冲击波对实际目标靶的毁伤效应。通过在相同的爆炸冲击波作用下等效靶的毁伤等级与实际目标毁伤等级之间的对应关系，可快速地确定出相应实际目标的毁伤等级。但实际测量过程中难以消除等效靶与实际目标抵抗冲击波的差异，在给定约束条件下等效靶与实际目标在爆炸冲击波作用下发生变形破坏响应程度的特性存在差异。且通过观测等效靶上的毁伤形貌难以反推冲击波压力和能量等爆炸场参数，测量的精度和准确性不高。

电测法是通过电测传感器将爆炸场中的物理信号转换为电信号，从而对爆炸冲击波参数进行测量。由于爆炸场的测试环境十分恶劣，会产生机械振动、冲击、热作用和电磁干扰等效应，这些干扰效应会影响电测传感器输出结果的稳定性和准确性。同时，电测传感器系统中电缆线的安装和布置较为复杂，容易受到环境因素的干扰。在爆炸冲击波参数的测量研究中，需要解决测量准确度不高、易受环境因素影响及布局困难的问题。

生物效应法是将选定的生物按一定要求布置在爆炸场中，炸药爆炸后观察生物的毁伤情况，根据生物目标的毁伤程度判断冲击波的威力。生物效应法在具体实施时所受影响因素较多，且不能得出不同压力峰值与持续时间对生物目标的影响，不适合大量用于进行爆炸冲击波毁伤威力的评估。

因此，目前的对爆炸冲击波参数进行测量的方法要么容易受环境因素影响而导致测量结果不够准确，要么布设难度大、成本高。如何提高爆炸冲击波能量测量方法的稳定性和准确性，降低布设难度，减小成本是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对目前爆炸冲击波能量测量方法稳定性和准确性不高、布设难度大、成本高的问题，提供一种基于单向油压阀的冲击波能量无源测量装置。