[发明专利]一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置及方法

权利要求书

1.一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置，包括压力产生装置(1)，其特征在于：压力产生装置(1)与阻抗匹配材料(2)的底平面(2-3)紧密接触，阻抗匹配材料(2)的上平面(2-1)和斜面(2-2)上设有力致荧光材料(3)；力致荧光材料(3)与线性光纤阵列(4)相对布置，线性光纤阵列(4)的输出和光分路器(5)的输入连接，光分路器(5)的输出通过光纤(6)和光电探测器(7)的输入连接，光电探测器(7)的输出通过同轴电缆(8)和示波器(9)的输入连接；

所述的斜面(2-2)位于上平面(2-1)的中心处，斜面(2-2)与上平面(2-1)成10°～90°角度；

所述的线性光纤阵列(4)采用多模光纤，光纤数量与力致荧光材料(3)的数量相同；在阻抗匹配材料(2)的轴线方向上，线性光纤阵列(4)的光纤中心与力致荧光材料(3)的中心一一对齐；线性光纤阵列(4)与上平面(2-1)有2～5mm的距离；

所述的光电探测器(7)的上升时间小于冲击波在阻抗匹配材料(2)中传播力致荧光材料(3)高度差距离所需时间；光电探测器(7)的增益可调且输出阻抗为50Ω；

利用一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置的方法，包括以下步骤：

进行实验时，压力产生装置(1)生成的爆轰波或冲击波通过底平面(2-3)传播至阻抗匹配材料(2)，冲击波作用在力致荧光材料(3)上时产生的光信号具有时间差；时序光信号经过线性光纤阵列(4)、光分路器(5)和光纤(6)进入光电探测器(7)；光电探测器(7)将光信号转换成时序电信号；时序电信号经过同轴电缆(8)进入示波器(9)，示波器(9)显示出相应的时间—电压幅值图；根据示波器(9)读取的时间间隔和力致荧光材料(3)相应的高度差绘制出冲击波在阻抗匹配材料(2)中传播的时间—距离图，从而获得冲击波在阻抗匹配材料(2)中的冲击波速度D_m。

2.根据权利要求1所述的一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置，其特征在于：所述的压力产生装置(1)为炸药装药或高速弹丸。

3.根据权利要求1所述的一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置，其特征在于：所述的阻抗匹配材料(2)由已知雨贡纽参数的金属材质制成；厚度为2～4mm，直径根据压力产生装置(1)冲击压力施加面积决定。

4.根据权利要求1所述的一种基于力致发光材料的冲击压力测试装置，其特征在于：所述的力致荧光材料(3)通过射频磁控溅射、离子镀或刮涂法制成，厚度为1μm；力致荧光材料(3)的形状呈圆形，直径由线性光纤阵列(4)中光纤的数值孔径以及线性光纤阵列(4)与上平面(2-1)的距离决定；在阻抗匹配材料(2)的轴线方向上，力致荧光材料(3)以等高度差形式离散地覆盖在上平面(2-1)和斜面(2-2)上，力致荧光材料(3)的轴线均处于阻抗匹配材料(2)的某一轴截面上；力致荧光材料(3)的数量为5～10个。