[发明专利]一种燃烧转爆轰过程参数的测试装置及方法

权利要求书

1.一种燃烧转爆轰过程参数的测试方法，其特征在于，采用的测试装置包括：DDT管、点火具、高速摄像仪、挡板、点火电源及便携式计算机；其中，所述DDT管包含DDT管身以及位于管身两端的点火端堵头和底部堵头；DDT管身的管壁均匀分布一列相同尺寸的贯通微孔；点火端堵头为中间轴向开通孔的螺栓，侧开槽用于安装紧固螺栓，固定于DDT管身的头部；底部堵头为一圆盘，焊接于DDT管身的底部；DDT管内主装药为火炸药试样；所述点火具内置电点火头，放置于DDT管的头部，点火导线由点火端堵头的轴向通孔穿出；所述高速摄像仪用于记录DDT管中发生的火炸药燃烧转爆轰的动态过程；所述点火电源用于为点火具提供电流源，并为高速摄像仪输出同步触发信号；所述挡板内部具有格挡，格挡板数量与DDT管壁的贯通微孔数量相同，用于使各贯通微孔上方的空间隔离开；所述便携式计算机，用于操控高速摄像仪，具有图像高速采集、数据处理及终端显示功能；所述DDT管装药后放置于爆炸塔内，所述高速摄像仪布设于所述爆炸塔窗口外，紧挨防弹玻璃并保持一定的距离，所述点火电源及便携式计算机布设于爆炸塔外安全区域；

所述测试方法包括如下步骤：

S1、测试准备，包括：

a)架设高速摄像仪，连接便携式计算机；开机调试高速摄像仪的放置位置及其镜头参数，使得高速摄像仪能够拍摄到DDT管的全长，成像于图像底部；固定高速摄像仪的位置及其镜头参数；

b)利用绝缘胶带将DDT管的贯通微孔封闭，然后将主装药装填于DDT管内，将点火具的导线通过点火端堵头的轴向通孔穿出，然后安装点火端堵头；

c)将DDT管水平放置于支撑台上，并保证贯通微孔垂直向上；将挡板置于支撑台上，使得各贯通微孔上方的空间被隔离开；连接点火电源的触发信号输出端信号线与高速摄像仪的外触发端口；连接点火电源的输出端线缆与点火具的导线；

S2、过程测试，包括：

d)设置高速摄像仪的快门、帧速、分辨率；

e)高速摄像仪在低照度模式下拍摄1帧图像，在图像中依次标注DDT管各贯通微孔所在位置的坐标，完成后将该图像作为基准图像，并保存；

f)恢复步骤d)中高速摄像仪设置的参数条件，启动点火电源对DDT管中的主装药进行点火，并同步触发高速摄像仪进行图像采集；

g)图像采集结束后，将采集到的图像以图像序列形式存储到便携式计算机上；

S3、数据处理，包括：

h)在基准图像上找到各贯通微孔( 4) 的位置，以某个贯通微孔( 4) 为中心点，左右各取相邻贯通微孔( 4) 间距的一半作为微孔火焰喷射区域的宽度，高度为该帧图像的最大高度；

i)在测试图像序列中，寻找到点火具( 6) 导线微孔出现火焰的第1帧图像，其与图像序列的第1帧图像的拍摄时间间隔为点火药点火延迟时间；

j)在测试图像序列中，计算各贯通微孔( 4) 上方的火焰高度，绘制各贯通微孔( 4)的火焰高度-时间曲线；

k)对各贯通微孔( 4) 的火焰高度-时间曲线二阶求导，获得各贯通微孔( 4) 的火焰的加速度-时间曲线；

l)找出每个贯通微孔( 4) 的火焰加速度-时间曲线上的加速度最大值a_i及对应时刻t_i；其中i＝1，2，3，......k，......，N，其中N为贯通微孔( 4) 的数量；

m)找出a_i中的最大值a_k及其对应的时间点为t_k；若a_ka_k-1且a_ka_k+1，即贯通微孔k的喷焰加速度较左右相邻贯通微孔有量级上的差别，则可判断DDT管内开始爆轰的区域位于以第k个贯通微孔所在中心、左右宽度为半个相邻孔距的区域内，燃烧转爆轰的时刻是t_k时刻；若贯通微孔k的喷焰加速度较相邻贯通微孔没有量级上的差别，则可判断未发生爆轰；

S4、结果表述，包括：

以第k个贯通微孔所在中心、左右宽度为半个相邻孔距的区域作为燃烧转爆轰发生的区域，

以第k个贯通微孔中心距点火端堵头( 1) 的距离作为燃烧转爆轰的诱导距离，以t_k时刻作为燃烧转爆轰发生的时刻。

2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤b中，利用绝缘胶带将DDT管的贯通微孔封闭。