[发明专利]一种冲击波压力传感器

权利要求书

1.一种冲击波压力传感器，其特征在于，包括冲击波信号捕获装置、电荷放大模块(2)、电源模块(3)、信号采集处理模块(4)、通信模块(5)以及防护壳体(8)；冲击波信号捕获装置设置在防护壳体(8)的内表面，其包括工作平台以及设置在该工作平台上的构成等边三角阵列的三个压电元件(1)；

所述压电元件(1)，用于捕获冲击波信号，并将冲击波压力信号转换为电荷信号；

所述电荷放大模块(2)，用于将压电元件(1)输出的电荷信号转化为电压信号输出；

所述信号采集处理模块(4)，用于将电荷放大模块(2)输出的电压信号转换为数字信号，并计算超压峰值；

所述电源模块(3)，用于为电荷放大模块(2)和信号采集处理模块(4)供电；

所述通信模块(5)，用于将电荷放大模块(2)的模拟信号和信号采集处理模块(4)的数字信号输出；

所述信号采集处理模块(4)计算超压峰值，具体为：

依据速度矢量关系和冲击波超压到达时刻获得三角阵速度计算模型为：

式中，V表示冲击波超压传播速度；L表示等边三角阵列的边长；t₁、t₂、t₃分别表示冲击波超压到达三个压电元件的时刻；

由上述模型求得冲击波超压传播速度V；

结合冲击波超压传播速度V、环境参数及兰金雨贡纽空气冲击波关系计算模型求解超压峰值ΔP₂，所用公式为：

其中，

式中：ΔP₂表示冲击波超压峰值；P₁表示当地大气压；k为常数，与测试环境有关；M表示马赫数；V表示冲击波超压传播速度；c表示当地声速；

所述压电元件(1)具体采用压电薄膜。

2.根据权利要求1所述的冲击波压力传感器，其特征在于，该传感器还包括设置在所述工作平台上的水平气泡(7)，用于实现将冲击波信号捕获装置快速调水平。

3.根据权利要求1所述的冲击波压力传感器，其特征在于，所述等边三角阵列的中心与防护壳体(8)上表面的中心重合。

4.根据权利要求1所述的冲击波压力传感器，其特征在于，所述k取1.4。