[发明专利]爆速仪、爆速测量方法和爆速测量系统

说明书

技术领域

本申请涉及一种爆速仪、爆速测量方法和爆速测量系统。

背景技术

爆速，是指炸药在爆炸过程中所产生的爆轰波在炸药药柱中的传播速度。爆速是工业炸药的一项重要质量指标。通常的工业炸药爆速一般在2500-6500m/s之间。在爆破时，应当根据爆速的不同，选择不同的炸药品种，以适应不同的岩性条件，从而对工程爆破起到指导意义。

正是由于爆速这一指标的重要意义，需要一种爆速仪，用以精确的测量炸药的爆速。

现有的爆速仪测量炸药爆速时，通常是在成品炸药卷上沿轴向选择两个距离一定的点(例如，直径在32mm～50mm之间的炸药卷选择相距5cm的两个取样点，直径在50mm以上的炸药卷选择相距10cm的两个点)，在两个取样点分别穿入漆包线。当炸药被雷管引爆时，被引爆炸药处的漆包线随之被熔断。记录两处漆包线被熔断的时间，并计算出时间差，根据公式V＝S/T(其中V为速率，S为距离，T为时间)，即可得到该炸药卷的炸药爆速值。然而，现有的爆速仪存在以下的问题：第一，现有的爆速仪不能在炸药装入炮孔后对爆速进行测量，进而也就不能对不同起爆能量、不同岩性条件、不同起爆弹位置和不同装药条件下炸药的爆速进行测量，导致无法更好的指导工程爆破实践。第二，现有的爆速仪在选择取样点时，受人工操作的精度影响很大，导致最终测出的爆速误差较大。第三，当现有的爆速仪用于测量散装炸药的爆速时，将散装炸药装入直径为110mm的炸药筒，再选择取样点进行测量，而散装炸药的实际使用并非一定要装入直径110mm的炮孔，因而，该方法测量出的爆速并不能代表散装炸药实际的爆速。第四，现有的爆速测定仪仅代表了工业炸药出厂时的一项指标，是通过自制药卷测定的爆速值，不能有效代表爆破现场应用指标。

发明内容

为了解决现有的爆速仪存在的上述问题，本发明提供了一种爆速仪、爆速测量方法和爆速测量系统，其能够实现炸药在炮孔内爆轰时，连续测定爆速，并获得爆速-时间曲线图或者爆速-传输线长度变化量曲线图。

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本发明的一个方面，一种爆速仪，包括脉冲发生器、脉冲接收器以及微处理器；

脉冲发生器与传输线相连，用于以一定频率向传输线发射包含第一脉冲和第二脉冲的多个连续脉冲；

脉冲接收器与传输线相连，用于接收从传输线反射回的脉冲；

微处理器与所述脉冲接收器相连，用于基于发射的脉冲和所述反射回的脉冲计算炸药的爆速；

其中，所述传输线沿炸药的轴向布置，一端埋设于炸药药柱中，另一端与脉冲发生器相连，用于传播所述多个连续脉冲。

更进一步地，爆速仪中的微处理器通过计算从所述第一脉冲到达传输线远离脉冲发射器的端部到所述第二脉冲到达传输线远离脉冲发射器的端部这一时间段内，传输线的长度变化量，来计算炸药的爆速。

更进一步地，爆速仪中的微处理器计算爆速v的公式为：

其中，c为光速，f为脉冲在所述传输线中的传输系数；

Δt₁＝t₂₂+t₁₁-t₂₁-t₁₂，Δt₂＝t₂₂+t₂₁-t₁₁-t₁₂；

t₁₁为第一脉冲从所述脉冲发生器发射出的时间点，t₁₂为第一脉冲返回脉冲接收器的时间点，t₂₁为第二脉冲从所述脉冲发生器发射出的时间点，t₂₂为第二脉冲返回脉冲接收器的时间点。

更进一步地，所述微处理器根据采样频率在每个采样点计算当前爆速，并得到爆速-时间曲线。

更进一步地，所述爆速仪还包括校验模块、显示模块和密钥启动模块。其中，校验模块用于对爆速仪进行校准；显示模块用于显示所述微处理器计算得出的爆速以及爆速-时间曲线；密钥启动模块用于通过指纹识别、图像识别、读卡器识别的一种或多种的组合来启动所述爆速仪。

更进一步地，所述爆速仪还包括防拆解模块和时间日期模块。其中，防拆解模块用于在未经授权而对所述爆速仪进行拆解时，触发所述爆速仪停止工作；时间日期模块用于实时获取时间、日期信息。