[发明专利]一种基于MEMS压导探针的微尺度装药爆压与爆速测试系统

说明书

一种基于MEMS压导探针的微尺度装药爆压与爆速测试系统，包括起爆装置，起爆装置下端和微尺度装药体上端连接固定，微尺度装药体下端和惰性介质上端固定，惰性介质下端和底板连接固定；微尺度装药体和惰性介质边缘嵌有MEMS压导探针，MEMS压导探针的引线从惰性介质和底板的界面引出；MEMS压导探针的引线、电阻以及恒压源组成一个电流回路；MEMS压导探针的引线与示波器的输入端连接；起爆装置与起爆器连接，起爆器通过电流环与示波器的输入端连接，示波器的输出端与计算机连接；MEMS压导探针可同时获得炸药爆速和介质冲击波初始速度，计算得到微尺度装药的爆速成长曲线以及端面输出爆压，适用于微尺度装药输出性能的测量，并提高测量精度。

技术领域

本发明属于微尺度装药爆压与爆速测试技术领域，具体涉及一种基于MEMS压导探针的微尺度装药爆压与爆速测试系统。

背景技术

随着微小型火工品的不断发展，微尺度下火工药剂输出性能测试已成为一项亟待解决的关键问题，其中爆压与爆速是表征火工药剂输出性能的重要参数。在现有的爆压测量方法中，阻抗匹配法是最常用的一种方法，它是通过间接测量邻近介质中的冲击波参数，利用阻抗匹配原理反推爆轰压力。在现有的爆速测量方法中，电探针法是最常用的一种测试手段，它是利用爆轰波阵面的导电性，通过两组电探针的间距及信号时间差计算平均爆速。但是，上述方法在表征微尺度装药输出性能时存在一些问题：第一，测量爆压和爆速需要两套不同的测试系统，这将造成较高的测试成本；第二，传统电探针尺寸较大且相互干扰，会引起一定的爆速测量误差；第三，传统电探针法只能获得某些测量点之间的平均爆速，而不能得到爆速成长曲线。因此，为了低成本获取微尺度装药的爆压以及爆速成长曲线，就必须同时解决上述三个问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种基于MEMS压导探针的微尺度装药爆压与爆速测试系统，可以同时获得炸药/介质界面两端炸药的爆速和介质冲击波的初始速度，从而计算得到微尺度装药的爆速成长曲线以及端面输出爆压；适用于微尺度装药输出性能的测量，并提高测量精度；可以满足各种微尺度装药条件下输出性能的测量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于MEMS压导探针的微尺度装药爆压与爆速测试系统，包括起爆装置1，起爆装置1下端和微尺度装药体2上端连接固定，微尺度装药体2下端和惰性介质3上端固定，惰性介质3下端和底板4连接固定；微尺度装药体2和惰性介质3边缘嵌有MEMS压导探针5，MEMS压导探针5的引线从惰性介质3和底板4的界面引出；MEMS压导探针5的引线、电阻6以及恒压源9组成一个电流回路；MEMS压导探针5的引线与示波器8的输入端连接；起爆装置1与起爆器11连接，起爆器11通过电流环10与示波器8的输入端连接，示波器8的输出端与计算机7连接。

所述的起爆装置1包括雷管壳体1-1，雷管壳体1-1通过中心处的通孔结构固定有雷管1-2，雷管壳体1-1采用不锈钢材料。

所述的微尺度装药体2包括装药壳体2-1，装药壳体2-1通过中心处的微尺度通孔结构装有炸药药剂2-2，炸药药剂2-2直径在1～5mm范围内，装药壳体2-1采用硅、有机玻璃或不锈钢材料。

所述的惰性介质3包括介质壳体3-1，介质壳体3-1中心处通过通孔结构固定有介质3-2，介质壳体3-1和介质3-2均采用有机玻璃材料。

所述的底板4外径尺寸与雷管壳体1-1、装药壳体2-1以及介质壳体3-1相等，保证雷管1-2、炸药药剂2-2和介质3-2的中心对齐。

所述的MEMS压导探针5包括压电层5-5，压电层5-5上下溅射有电阻层5-4，上、下的电阻层5-4引出引线5-6；电阻层5-4周围沉积有绝缘层5-3，绝缘层5-3外侧溅射有屏蔽层5-2，屏蔽层5-2接地，且屏蔽层5-2周围沉积有保护层5-1。