[发明专利]用于非固态不透明试样冲击试验的低温靶装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于非固态不透明试样冲击试验的低温靶装置及其试验方法，通过在样品室上下加载交错的透明窗体，利用窗体始终保持透明的特性替代试样的上下液面，当冲击波达到窗体位置时，激光能够感知回光的信号变化，从而记录当前时间点，并根据样品室的厚度以及各时间点形成的时间差来求出该试样的冲击波速度，本申请为非固态不透明试样冲击波实验的冲击波速度采集提供了方便易行的装置和方案，使得采集的冲击速度准确可靠，对冲击实验研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及冲击试验领域，具体涉及一种用于非固态不透明试样冲击试验的低温靶装置及其试验方法。

背景技术

冲击试验是一种常见的实验方法，由冲击试验获得的冲击波波速D可作为其他学科研究的基础数据，如超高压极端条件下需要合成新材料以及生成新的物理现象时，作为研究超高压极端条件重要参数之一的雨贡纽参数，其计算就需要用到冲击波波速D。

现有对冲击波在非固态(气态、液态)试样中的传播速度，即冲击波波速D的测定，由于非固态试样的不可接触性，常采用DPS激光测速的方式，利用对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。

但是对于非固态试样，如果其本身的状态是不透明的或者在冲击试验过程中变得不透明，因激光无法对不透明样液体产生回光(即激光发射出去能够反射回来的光)，那么就不能采用激光直接测量冲击波波速D，这就为非固态试样的冲击波波速D测量提出了挑战。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种用于非固态不透明试样冲击试验的低温靶装置，通过在样品室上下加载交错的透明窗体，利用窗体始终保持透明的特性替代试样的上下液面，当冲击波达到窗体位置时，激光能够感知回光的信号变化，从而记录当前时间点，并根据样品室的厚度以及各时间点形成的时间差来求出该试样的冲击波速度，本申请为非固态不透明试样冲击波实验的冲击波速度采集提供了方便易行的装置和方案，使得采集的冲击速度准确可靠，对冲击实验研究具有重要意义。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于非固态不透明试样冲击试验的低温靶装置，包括测速系统、靶体组件和光纤固定组件；靶体组件包括第一靶体、第二靶体和样品室；第一靶体包括第一靶座、设于第一靶座中的第一内腔以及固接于第一内腔底部的第一窗体；第二靶体包括第二靶座、在第二靶座上同向贯通开设的第二通孔和注液孔、固接于第二靶座尾端且封堵于第二通孔孔口的第二窗体、以及固接于第二窗体且位于第二通孔对侧的反光膜；第二靶体扣接于第一靶体头端并封堵于第一内腔的开口，使第二靶体与第一内腔之间所留间隙形成样品室；注液孔指向样品室；第一窗体与第二窗体都为透明材质且相互交错以及分别位于样品室的顶部和底部；光纤固定组件包括光纤固定座、第一光纤、第二光纤和固定管；光纤固定组件通过固定管穿设于第二通孔中；光纤固定座固接并封堵于固定管尾端管口，并沿轴向分别贯通开设第二照射孔、以及位于第二照射孔周围且与第一光纤一一对应的第一照射孔；第一光纤和第二光纤的一端均与测速系统进行连接，另一端均由固定管头端进入并分别穿设入第一照射孔和第二照射孔；第一光纤发射激光经第一照射孔射入第一窗体并由样品室底部返回；第二光纤发射激光经第二照射孔射入第二窗体并由反光膜返回。

进一步的，第一窗体至少两块并环形阵列于样品室底部周缘；第二窗体位于样品室顶部中心；第二照射孔设于光纤固定座中心，第一照射孔环形阵列于第二照射孔周围。

进一步的，第一窗体设置两块。

进一步的，第一窗体与第二窗体选用LiF材料进行制作。

进一步的，第一窗体和第二窗体均通过DG—4胶水粘接，并分别固定于第一内腔和第二靶座。

进一步的，光纤固定组件还包括多个透镜；一部分透镜和第一光纤分别嵌装并封堵第一照射孔的两端孔口；另一部分透镜和第二光纤分别嵌装并封堵第二照射孔的两端孔口。