自由場爆炸沖擊波超壓測試系統(tǒng)

炸藥在空中爆炸時生成的空氣沖擊波的峰值超壓和沖量是炸藥能量特性的一項重要參數(shù)，也是衡量彈藥特別是爆破及殺傷——爆破戰(zhàn)斗部損傷效果的一項重要指標(biāo)，其準(zhǔn)確測量具有重要的意義。

超壓測試試驗裝置一般如圖所示：

試驗裝置框圖

傳感器接受爆炸產(chǎn)生的壓力信號，經(jīng)信號適配器（放大器），由數(shù)據(jù)采集器數(shù)字化后，記錄并分析處理。
作為國內(nèi)數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要的提供商, 我們協(xié)助多個單位完成了自由場爆炸沖擊波壓力測試, 熟悉如何處理現(xiàn)場測試中的問題, 了解現(xiàn)有測試系統(tǒng)存在的問題, 并負(fù)責(zé)組建了一套新的測試系統(tǒng), 主持完成了測試實驗, 得到了較為理想的測試數(shù)據(jù)。 如有興趣, 我們可進(jìn)一步交流。
目前常見的超壓測試主要由以下部分組成：

一、 傳感器：超壓測試中，壓力信號測試一般使用壓電式和壓阻式傳感器。

二、 信號適配器
壓電式傳感器需配電荷放大器：電荷放大器
壓阻式傳感器需配數(shù)據(jù)放大器或動態(tài)應(yīng)變儀
三、 數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)

目前數(shù)據(jù)采集設(shè)備有兩種方式：通用型動態(tài)測試分析儀、外場用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器

通用型數(shù)據(jù)測試分析儀
u TST3000 動態(tài)測試分析儀：TST3000系列動態(tài)測試分析儀，是將工業(yè)級PC機(jī)與瞬態(tài)數(shù)字化波形記錄儀集成為一體的新一代測試儀器，它通過專門設(shè)計的高速數(shù)據(jù)采集板及系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)將高速瞬態(tài)信號由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，同時利用功能強(qiáng)大的PC機(jī),實現(xiàn)數(shù)字信號的存儲、分析處理及打印輸出等功能。采用與PC機(jī)的有機(jī)結(jié)合，使得儀器的操作使用十分簡單，操作儀器只需使用計算機(jī)鍵盤或鼠標(biāo)就能完成，用戶能在很短的時間內(nèi)學(xué)會操作使用。使其成為各種高精度動態(tài)測試的首選產(chǎn)品。已用于工程爆破、結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)、風(fēng)洞、內(nèi)燃機(jī)燃燒、槍炮膛壓等測試領(lǐng)域。
1、 并行通道數(shù)：8--32
2、 每通道最高采樣率：20M sps(每秒樣點數(shù))
3、 存儲深度：1M樣點/CH
4、 量程：±25V ~ ±100mV，多檔可調(diào)
5、 AD：10bit
6、 配置：一體化工作站
7、 軟件處理功能：采集/顯示/存儲/時域處理/頻域處理/數(shù)字濾波/工程定標(biāo)等

u 外場用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器
TST5105D系列便攜式高速數(shù)據(jù)采集器是專為野外和現(xiàn)場試驗設(shè)計的儀器。具有重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小等特點。TST5105D內(nèi)置CPU，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)與主控機(jī)（帶以太網(wǎng)接口的PC機(jī)或筆記本電腦）的數(shù)據(jù)交換，按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊，每臺采集器有8路獨(dú)立采集通道，可積木式擴(kuò)展，提供在線、離線兩種工作方式。
1、 通道數(shù)：8CH/臺
2、 A/D分辨率：12Bit
3、 量程：±5V
4、 帶寬：不小于400K
5、 采樣率：1MHz、500KHz、200KHz、…、200Hz多檔可調(diào)
6、 采樣長度：2K、3K、…、128K多檔可調(diào)
7、 采樣負(fù)延時：可調(diào)
8、 觸發(fā)方式：手動觸發(fā)、內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)
9、 觸發(fā)電平：可調(diào)
10、觸發(fā)沿：上升沿、下降沿
11、提供以太網(wǎng)通接口通訊，通訊距離為100m以內(nèi)
12、外型尺寸：230mm х100mmх310mm(寬х高х深)

TST3206動態(tài)分析儀和TST5105D數(shù)據(jù)采集器的比較

1. TST3206在超壓測試中得到了廣泛的應(yīng)用，我公司人員參與多次自由場中爆炸沖擊波測試，儀器完全能滿足測試要求的。但TST3206對測試裝藥量更大的靜爆試驗時,會有一些困難。
為了保證儀器操作人員的安全 ，儀器操作人員與爆心須有一定的距離。TST3206儀器是由操作人員在現(xiàn)場操作的，同時TST3206儀器中硬盤的耐沖擊的能力有限。前面提到的幾個試驗，裝藥量都在10Kg以內(nèi)，傳感器到儀器的電纜長為50米，當(dāng)裝藥量更大時，須增加電纜線的長度。而增加電纜線的長度一方面是不經(jīng)濟(jì)的，也增加了保護(hù)電纜的工作量，更主要的是所測試的瞬態(tài)高頻信號，由于電纜線過長帶來的信號畸變，這種信號畸變是很難處理的。
2． 對TST3206在大藥量靜爆試驗中的弱點，我公司開發(fā)了TST5105D數(shù)據(jù)采集器。TST5105D數(shù)據(jù)采集是類似于“黑匣子”的記錄裝置，它可以實現(xiàn)瞬態(tài)信號的就地數(shù)字化，并具有數(shù)據(jù)存儲的功能。設(shè)置好測試參數(shù)，將儀器放置測試現(xiàn)場，當(dāng)爆炸發(fā)生時，儀器工作，并保存好數(shù)據(jù)。試驗完成后，將儀器回收。并將測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到計算機(jī)中，再分析處理。現(xiàn)場測試時，只須考慮儀器的防護(hù)（儀器受沖擊波及破片的損壞）。TST5105D以八個測試通道為一組，儀器外形尺寸為90mm*240mm*320mm,重量4.5Kg,其防護(hù)是較容易的。 TST5105D數(shù)據(jù)采集器,每通道最高采樣率為1Msps，這是我公司 在調(diào)研了較多的用戶以及分析了超壓測試的特點而設(shè)計的。在我們參加的爆試驗中，實際的采樣速率只用到了500Ksps，而不管是壓電式和壓阻式壓力傳感器，其使用頻率很難超過200KHZ ，同時信號中的高頻成分占的比重很小,因此TST5105D將最高采樣設(shè)計成1Msps是能滿足測試要求的.