[发明专利]水下淤泥爆破空腔半径电极阵列测试法

权利要求书

1.一种水下淤泥爆破空腔半径电极阵列测试法，其特征在于，包括下列步骤：

(a)建立爆破空腔电极阵列测试系统：在具有一定强度和刚度的钢管上或其它杆件上，沿其轴向方向成对布置电极i，每对电极i分别包括正极和负极，组成电极阵列杆，每对电极i处于杆件同一横截面，两极之间留有一定间距，电极与杆件之间有绝缘护套、来保证电极与杆件之间相互绝缘，每对电极i从管中引出的导线接入电源E_i、分压电阻R_i、开关K_i连接，i＝1、2、3、……、n，每对电极i分别与多通道ICP电压双功能数据采集仪的通道i连接，i＝1、2、3、……、n，该多通道ICP电压双功能数据采集仪的通道0与电极0的正、负极、电源E₀、分压电阻R₀、开关K₀构成的回路连接；

检查导线防水和绝缘情况，检查各电极与钢杆件的绝缘情况；

(b)对每对电极所连接的导线进行编号，以便记录电极位置，编号如0^#、1^#、2^#、……、n^#，各对电极之间的距离a；

(c)检查多通道ICP电压双功能数据采集仪；

(d)各测试回路检查连接好后，合闸，调试多通道ICP电压双功能数据采集仪；

(e)将质量为m的炸药，制成防水药包，药包外缠绕0^#通道的电极导线，用于获取炸药爆炸时刻，也就是空腔发展的起始时刻；

(f)将防水药包置于待测的深度为H的淤泥或水中，记录炸药所在水深和淤泥深度；

(g)将制成的电极阵列杆置入淤泥或水中并固定，防止爆破产生移动，电极阵列杆的轴线延长线要通过药包中心；由于淤泥或水导电，这样每对电极、电源、导线、电阻、开关和淤泥或水组成了测试回路；

(h)靠近电极阵列杆圆锥端的1^#电极与药包中心的距离b介于预估的爆破空腔最大半径R_max的1/3～2/3之间；

(i)对爆破空腔最大半径R_max估算：

(j)检查各测试回路，闭合开关K₀、K₁、……、K_n，检查多通道ICP电压双功能数据采集仪各通道电压信号；

(k)启动多通道ICP电压双功能数据采集仪进行数据采集；

(l)启动起爆器，使埋入淤泥中的药包起爆，药包起爆后，通道0的测试回路导线首先被炸断，多通道ICP电压双功能数据采集仪采集到爆破空腔形成初始时刻t₀，随着爆破空腔的扩展，通道1、通道2、……通道m的所在回路依次断路，m≤n，多通道ICP电压双功能数据采集仪采集各回路电压断路时刻信号t₁、t₂、……、t_m，m≤n；

(m)将采集到的图像或数据进行整理和分析，根据各通道记录的断路时间t＝t_m﹣t₀，得出爆破空腔扩展时间t＝t_m﹣t₀和相应的爆破空腔半径R＝b+a×(m-1)，m＝1、2、3、……n。

2.根据权利要求1所述的一种水下淤泥爆破空腔半径电极阵列测试法，其特征在于：步骤(i)爆破空腔最大半径R_max根据下述两种情况估算：

1)对于在水中或密度较小的淤泥中的爆破空腔，其爆破空腔最大半径R_max按水中爆炸气泡最大半径公式估算：

式中：R_max——爆破空腔最大半径，m；

m——炸药质量，kg；

H——为爆心处静水深度，m；

K——系数，水中为3.5；

2)对于在密度较大淤泥中的爆破空腔，其爆破空腔最大半径R_max可按10倍药包半径估算。