[发明专利]一种燃烧转爆轰波速测量装置

摘要

本发明公开了一种燃烧转爆轰波速测量装置，解决了现有技术只能获得平均速度及测量精度较差的问题。本装置包括微波传感器探头、信号产生模块、对消模块、收发前端模块、下变频模块、信号处理模块、数据处理模块及电源模块等。将微波传感器探头布设于样品管内特定位置，用于多频简单连续波微波信号的同步发射和接收；采用超低相噪信号产生、射频对消、数字中频正交采样、FFT处理等先进技术，将由火炸药燃烧转爆轰过程波阵面的运动而引起的回波频率和相位变化精确地测量出来，从而获得波阵面运动的实时速度。该装置具有测量精度高、安全性能好的特点。本发明适用于火炸药装药燃烧转爆轰过程中波速的实时测量。

主权项

1.一种燃烧转爆轰过程波速测量装置，其特征在于包括微波传感器探头(5)、信号产生模块(2)、对消模块(3)、收发前端模块(4)、下变频模块(6)、信号处理模块(7)、数据处理模块(8)及电源模块(1)；所述的微波传感器探头(5)，为单根铠装微型线缆，沿火炸药装药(11)轴向布设于其内部，头部位于点火端，抵住点火器具(12)，尾部从样品管底部堵头(9)中心上的微孔穿出，与射频电缆插拔式连接，射频电缆与收发前端模块(4)连接；所述的信号产生模块(2)，提供发射多频简单连续波微波激励信号、接收下变频本振信号和信号处理时钟参考信号；所述的对消模块(3)将发射激励信号耦合部分功率，通过数字调整对消支路信号的幅度和相位，与回波信号合成，最终抵消掉大部分发射直接泄露信号；通过信号处理模块(7)的监测和精准控制，激励信号泄露为30dB以下；所述的收发前端模块(4)，将发射激励信号放大后通过环形器输出，同时回波信号经环形器后限幅放大送至下变频模块(6)；将收发前端模块(4)与微波传感器探头(5)外置以保证发射泄露的对消效果；所述的下变频模块(6)，将接收的回波信号与对消信号合成后与本振信号进行混频，得到基带信号；最后对基带信号进行滤波放大，得到功率大小适合于信处的信号；所述的信号处理模块(7)由ADC采样芯片、FPGA和DSP芯片组成，完成对回波信号的中频采样、数字正交下变频、数字滤波和相位测量处理；所述的数据处理模块(8)，采用嵌入式计算机，采用短时FFT算法对回波信号的时频分布进行快速计算，完成对试验测量多普勒频移和相位数据的处理分析和终端显示；所述的电源模块(1)，采用单相交流供电，为整个系统提供稳定的电源供应。