[发明专利]一种适用于内爆炸作用场的振动信号滤波器

说明书

本发明属毁伤评估技术领域，具体涉及一种冲击波振动信号滤波器，特别是一种适用于内爆炸作用场的滤除冲击波振动信号滤波器。

背景技术

炸药装药在密闭环境爆炸时，壁面压力传感器面临高冲击、大变形的恶劣工况，尤其温压炸药在舱室内爆炸时还会产生持续时间较长的强烈的壁面振动，这都给壁面压力传感器的测试精度带来了很大的影响。并且内爆炸产生的压力效应分为两种：冲击波效应和准静态压力效应。冲击波效应是前驱波阵面压力急剧上升和衰减的过程，准静态压力效应则是由于爆炸产生的高温高压及大量气体产物向外扩张膨胀受到密闭空间约束形成的，空间内压力相对缓慢的上升并稳定到某一较低压力的过程。想要同时准确获取冲击波压力和准静态压力的变化过程，需要一种能隔振并且对高频和低频都有较好响应的压力测试装置。

专利“ZL201210286595.2爆炸场冲击波超压滤波器”采用了一种加装了具有螺旋状传压管道的冲击波滤波器的压力传感器进行准静态压力的测量，传压管是位于螺旋杆外径上螺旋上升的凹槽，螺旋角为30°，凹槽宽度为2mm，深度为0.4mm，如图1所示。这种结构能够滤掉冲击波压力的高频分量，使低频的冲击波压力传输到压力传感器的敏感面，实现在密闭环境下测量爆炸准静态压力峰值的功能，但是这种滤波器结构存在两点需改进之处：1、这种滤波器无法过滤振动信号，而舱室内爆炸会产生持续时间较长的强烈的壁面振动，明显的振动信号干扰使得传感器无法获取准确的冲击波压力波形；2、滤掉冲击波压力的高频分量后只能用于测量准静态压力，无法获取完整的冲击波压力波形。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提出了一种适用于内爆炸作用场的振动信号滤波器，用柔性管隔离壁面的振动，使得壁面的振动无法传递到传感器上，从而消除振动对冲击波压力信号的影响，实现获取准确完整的冲击波压力曲线的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的内爆炸作用场的振动信号滤波器(如图2所示)包括带卡齿的安装座、柔性管、传感器预紧装置和压力传感器。其中：

所述的带卡齿的安装座是中心通孔、内部卡齿能伸缩的管螺纹，卡齿用于固定柔性管的位置，以便控制柔性管下端面与内爆炸装置内壁壁面的相对位置。

所述的柔性管为内径Φ5mm、外径Φ10mm的钢丝橡胶管。为了尽量使装置简便易装卸，柔性管应与传感器直接紧密连接，由于传感器的测压面直径为5.5mm，因此柔性管的内径应略小于5.5mm。综合考虑内外径的尺寸和隔振性能，初步将柔性管材质定为聚氨酯软管或钢丝橡胶管。聚氨酯软管的最大工作压力仅为1MPa，而内径Φ5mm、外径Φ10mm的钢丝橡胶管的最大工作压力可达到6MPa，6MPa的压力极限能满足测试要求，并且可通过增加钢丝的层数或橡胶的厚度来增加最大工作压力。因此最终选择内径Φ5mm、外径Φ10mm的钢丝橡胶管作为柔性管。

所述的传感器预紧装置由四部分组成：①外螺纹，上端开有Φ10mm孔，下端开有Φ7mm孔，中间预留凸台；②预紧锥；③与预紧锥配合的预紧环；④与外螺纹配合的内螺纹。外螺纹中间的凸台用于抵住连接了压力传感器的柔性管的端面，与内螺纹配合使预紧锥和预紧环紧密扣住柔性管与压力传感器的连接处。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种适用于内爆炸作用场的冲击波振动信号滤波器，实现了传感器与安装座的柔性连接，阻止了壁面振动向传感器的传递，消除了振动对冲击波压力信号的影响，实现了对壁面冲击波压力准确完整的描述。有益效果体现在以下两个方面。

(1)在舱室内爆炸环境下采用柔性连接消除了振动对冲击波压力信号的影响，测量数据的误差较小，实现了对壁面冲击波压力波形的准确描述；

(2)在消除振动干扰的基础上能准确描述冲击波超压峰值和准静态压力，获取了完整的冲击波压力波形。

附图说明

图1是对比文件“ZL201210286595.2爆炸场冲击波超压滤波器”剖面示意图；

图2是本发明的适用于内爆炸作用场的振动信号滤波器剖面示意图；

图3是未采用本发明的内爆炸冲击波超压测试曲线；

图4是采用本发明的内爆炸冲击波超压测试曲线；

图5是圆筒型双室装置结构原理图。

下面结合附图及优选的实施例对本发明作进一步的详述。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。