[發明專利]一種用于爆破過程中試件應變的實驗分析系統及方法

在審

• 申請號: 201910296945.5
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109975141A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 楊仁樹;楊立云;丁晨曦;左進京;趙玉津
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/06;H04N5/04;H04N5/225;H04N5/235
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 祁獻民

1.一種用于爆破過程中試件應變的實驗分析系統，其特征在于，所述實驗分析系統包括：爆破實驗加載裝置、同步控制裝置、圖像采集裝置及圖像處理分析裝置；

其中，爆破實驗加載裝置用于加載試件，所述試件上預制有炮孔；

同步控制裝置包括：信號觸發器及脈沖打火器，所述信號觸發器一路連接圖像采集裝置，另一路通過脈沖打火器與所述炮孔中的安裝的TNT炸藥導火索連接；

圖像采集裝置包括第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組，所述第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組中任一相機組至少包括第一視角相機、第二視角相機及補光燈，所述第一視角相機、第二視角相機與試件呈三角形布置；

第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組呈環形陣列設置于所述試件周圍；

所述第一相機組用于根據同步控制裝置發送的第一脈沖控制信號，拍攝第一預設時刻的試件的第一爆破過程中圖像；

所述第二相機組用于根據同步控制裝置發送的第二脈沖控制信號，拍攝第二預設時刻的試件的第二爆破過程圖像；

所述第三相機組用于根據同步控制裝置發送的第三脈沖控制信號，拍攝第三預設時刻的試件的第三爆破過程圖像；

所述第四相機組用于根據同步控制裝置發送的第四脈沖控制信號，拍攝第四預設時刻的試件的第四爆破過程圖像；

所述第五相機組用于根據同步控制裝置發送的第五脈沖控制信號，拍攝第五預設時刻的試件的第五爆破過程圖像；所述第一預設時刻、第二預設時刻、第三預設時刻、第四預設時刻及第五預設時刻不同，所述第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組的拍攝速度為200萬張/秒；

圖像處理分析裝置，用于對圖像采集裝置采集的不同預設時刻的試件的爆破過程的圖像進行處理，并基于處理后的圖像對爆破過程中的試件應變進行分析。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一預設時刻為1+5n，第二預設時刻為2+5n，第三預設時刻為3+5n，第四預設時刻為4+5n，第五預設時刻5+5n；其中，n≥0，且n為整數。

3.一種用于爆破過程中試件應變的實驗分析方法，其特征在于，包括步驟：

將預制有炮孔的試件夾緊固定于爆破實驗裝置上；

將藥包放入所述試件的炮孔中；

將藥包的導爆索連接于同步控制裝置的脈沖打火器上；

將同步控制裝置的信號觸發器與補光燈的開關連接；

通過所述信號觸發器發送觸發信號給補光燈，使補光燈開啟并持續第一預定時間段，以使補光燈光照亮度達到預設要求；

當監測到補光燈光照亮度達到預設要求時，觸發第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組根據預設的拍攝時刻拍攝圖像；所述第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組至少包括第一視角相機及第二視角相機；

在觸發第一相機組、第二相機組、第三相機組、第四相機組及第五相機組拍攝之后的第二預定時間，通過信號觸發器發送脈沖打火信號給脈沖打火器，以使脈沖打火器引爆炸藥；

第一相機組拍攝第一預設時刻的試件的第一爆破過程圖像；

第二相機組拍攝第二預設時刻的試件的第二爆破過程圖像；

第三相機組拍攝第三預設時刻的試件的第三爆破過程圖像；

第四相機組拍攝第四預設時刻的試件的第四爆破過程圖像；

第五相機組拍攝第五預設時刻的試件的第五爆破過程圖像；以使多個相機組協同實現超高速拍攝試件爆破過程圖像；所述第一預設時刻、第二預設時刻、第三預設時刻、第四預設時刻及第五預設時刻不同；所述超高速拍攝速度為1000萬張/秒；

將相機組分別拍攝的試件的第一、第二、第三、第四及第五爆破過程的圖像發送至圖像處理分析裝置；

圖像處理分析裝置對所述圖像進行處理，并基于處理后的圖像對爆破過程中的試件應變進行分析。