[发明专利]非接触式冲击波超压测量方法

权利要求书

1.一种非接触式冲击波超压测量方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)同步触发高速摄像装置和装药结构，使用所述高速摄像装置拍摄所述装药结构的爆炸全过程；

(2)根据高速摄像装置所设定的拍摄速度，对在给定时刻前后所述高速摄像装置所拍摄的两邻两帧图像进行分析，确定所述装药结构爆炸所产生的冲击波波阵面的移动速度；

(3)根据冲击波相容关系和多方气体的冲击波绝热方程，通过冲击波波阵面的移动速度计算得到对应的冲击波超压。

2.根据权利要求1所述的非接触式冲击波超压测量方法，其特征在于：在步骤(1)之前对所述高速摄像装置进行标定，在装药结构两侧垂直于高速摄像装置与装药结构连线的方向上分别设置至少两根标杆，最外侧标杆所设置的位置不超出高速摄像装置视场范围，预先记录各个标杆之间的距离，用高速摄像装置拍摄并保存一幅标准距离画面，通过高速摄像处理软件，读出标准距离画面中各个标杆之间像素差，根据实际测定的距离和画面中的像素差就可计算得到画面中任意两个像素之间所对应的距离，即图像比例尺。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的非接触式冲击波超压测量方法，其特征在于：所述高速摄像装置的拍摄速度不小于2000帧/s。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的非接触式冲击波超压测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过读取相邻两帧画面中冲击波波阵面的像素位置，计算出所述两帧画面之间冲击波传播的距离，通过所设定的高速摄像装置的拍摄速度得到所述两帧画面之间的时间间隔，计算求得冲击波在所述两帧画面所对应时刻的传播速度。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的非接触式冲击波超压测量方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过下述公式计算对应的冲击波超压： 

式中：ρ——密度(kg/m³)，下标为“0”表示波前参数，“1”表示波后参数，下同；

V——体积(m³)；

u——质点速度(m/s)；

P——压力(MPa)；

e——内能(J)；

γ——绝热指数；

D——冲击波传播速度(m/s)；

考虑标准大气压下，空气的初始参数为：压力P₀＝101.3kPa，密度ρ₀＝1.25kg·m^-3，u₀＝0，绝热指数按理想气体考虑取γ＝1.4。