[发明专利]非接触式冲击波超压测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击波超压测量方法，尤其涉及一种非接触式的空气冲击波超压测量和计算方法。

背景技术

在研究炸药性能和爆炸作用时，爆炸产生的冲击波超压是一个非常重要的考量参数。在传统的理论和试验研究中，一般采用预设压力传感器直接测量和经验公式计算的方法获得。但是，这两种方法都受试验条件的限制，预设压力传感器直接测量的方法只能获得几个特征点上的冲击波超压值，且由于冲击波的特性，当遇到障碍物时产生反射超压，因此如果传感器设置方法不当，还可能影响冲击波超压的传播，进而使得测量到的冲击波超压误差较大。经验公式计算的方法主要针对集团装药的爆炸冲击波计算，对于分散装药或装药爆炸能量还用于其它形式做功的消耗则无法统计，计算的结果容易产生较大的偏差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种非接触式冲击波超压测量方法，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。

在上述技术方案中，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。

在上述技术方案中，所述高速摄像装置的拍摄速度不小于2000帧/s。

在上述技术方案中，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

在上述技术方案中，所述步骤(3)中通过下述公式计算对应的冲击波超压：

ρ1ρ0=V0V1=(γ+1)P1+(γ-1)P0(γ+1)P0+(γ-1)P1---(2)]]>