[发明专利]一种适于MC-1柱面准等熵压缩的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种适合于MC‑1柱面准等熵压缩的测量结构及测量方法，包括金属筒体，以及内部的柱面准等熵压缩靶，柱面准等熵压缩靶的内部安装有测量探头，并使所述测量探头的激光测速光纤探针的测量点和磁感应线圈位于柱面准等熵压缩靶的中平面上；在测量探头内设置有多路激光测速光纤探针、多个磁感应线圈、支撑定位杆、绝缘保护套。该测量结构利用激光测速技术测量样品靶内壁速度，同时利用磁感应原理测量待测材料和标准材料的界面速度历史。所获得的自由面和界面速度历史利用磁流体动力学编码进行数据处理，即得到待测绝缘材料高精度的高压物性数据，本发明解决了现有MC‑1准等熵压缩物理实验存在的测量数据有限且精度较低的问题。

技术领域

本发明涉及压缩科学实验技术研究领域，具体涉及一种适于MC-1柱面准等熵压缩技术的测量结构及测量方法。

背景技术

柱面内爆磁通量压缩发生器(以下简称MC-1)是利用炸药爆炸驱动金属筒体压缩其空腔内的初始磁通量，将炸药化学能转化为磁场能，使之在轴线附近体积内聚积，形成超强磁场，并对其中的样品靶实现准等熵压缩，其具有加载压力高(TPa)，温升低(1000K量级)、样品尺寸大和等熵好的特定。

目前，国际上在利用MC-1开展准等熵压缩材料物理实验时，主要是利用闪光照相技术实现对材料压缩状态的动态观测(阴影照相，类似医院的X光照片)，配合磁流体动力学编码最终获得材料压缩状态实验数据。这种研究方法存在三方面的问题，一是对实验条件要求较高，需要高能、高分辨率的闪光照相设备；二是MC-1实验装置结构复杂，且存在运动模糊等问题导致利用闪光照相方法获得的数据精度是极为有限的，其获得的实验数据精度也仅约为20％，达不到精密物理实验的需要；三是利用闪光照相方法每次实验只能获得有限几幅照片，因而获得的数据量有限，仅有几个离散时间点的数据。

另外国内也有利用激光测速法测量柱面准等熵压缩靶内壁自由面速度的方法获得材料高压物性数据，虽然该方法能够克服上述闪光照相方法难以获得高精度连续的自由面速度数据的问题，但是由于其难以获得非透明材料的界面速度，给后续的数据带来了困难，并且导致其最终得到的高压物性数据精度受限。

本发明提出了适合于MC-1柱面准等熵压缩的新测量结构及测量方法，该新测量结构及测量方法通过新型的双层筒状准等熵压缩靶设计，以及利用磁感应原理测量界面速度，激光测速法测量样品靶内壁自由面速度，解决了难以同时获得界面和自由面速度的难题。本测量方法不需要复杂的闪光照相装置，大大降低了测量的技术难度，并显著提高了高压物性数据精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于MC-1柱面准等熵压缩的测量装置及测量方法，解决现有MC-1准等熵压缩物理实验存在的测量数据量有限，难以同时获得界面和自由面速度的难题，以及测量精度较低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适于MC-1柱面准等熵压缩的测量装置，包括金属筒体，在金属筒体的内部轴线处设置有柱面准等熵压缩靶，在柱面准等熵压缩靶的内部轴线处安装有测量探头；通过样品管限位塞将测量探头限位固定到柱面准等熵压缩靶的端部，使测量探头的至少一路激光测量点和至少一个磁感应线圈位于柱面准等熵压缩靶的中平面上。

所述的柱面准等熵压缩靶为两层中空管形靶，包括轴向长度相等的绝缘待测材料区、标准金属材料区，绝缘待测材料区为柱面准等熵压缩靶的内壁，标准金属材料区为柱面准等熵压缩靶的外壁，绝缘待测材料区和标准金属材料区的轴线与金属筒体的轴线位于同一直线，且共中平面。进一步的，上述柱面准等熵压缩靶设计为双层筒状结构，柱面准等熵压缩靶外层为柱面标准材料区，内层为绝缘待测材料区。绝缘待测材料区和标准金属材料区长度相等，实验装配时保证柱面准等熵压缩靶的轴线与金属筒体的轴线位于同一直线，且共中平面。