[發(fā)明專利]一種基于MEMS壓導(dǎo)探針的微尺度裝藥爆壓與爆速測試系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110926281B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國棟;劉元;趙玉龍;韋學(xué)勇;張一中;王馨晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F42B35/00
• 分類號: F42B35/00;G01P3/42
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種基于MEMS壓導(dǎo)探針的微尺度裝藥爆壓與爆速測試系統(tǒng)，包括起爆裝置，起爆裝置下端和微尺度裝藥體上端連接固定，微尺度裝藥體下端和惰性介質(zhì)上端固定，惰性介質(zhì)下端和底板連接固定；微尺度裝藥體和惰性介質(zhì)邊緣嵌有MEMS壓導(dǎo)探針，MEMS壓導(dǎo)探針的引線從惰性介質(zhì)和底板的界面引出；MEMS壓導(dǎo)探針的引線、電阻以及恒壓源組成一個電流回路；MEMS壓導(dǎo)探針的引線與示波器的輸入端連接；起爆裝置與起爆器連接，起爆器通過電流環(huán)與示波器的輸入端連接，示波器的輸出端與計算機連接；MEMS壓導(dǎo)探針可同時獲得炸藥爆速和介質(zhì)沖擊波初始速度，計算得到微尺度裝藥的爆速成長曲線以及端面輸出爆壓，適用于微尺度裝藥輸出性能的測量，并提高測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微尺度裝藥爆壓與爆速測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MEMS壓導(dǎo)探針的微尺度裝藥爆壓與爆速測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著微小型火工品的不斷發(fā)展，微尺度下火工藥劑輸出性能測試已成為一項亟待解決的關(guān)鍵問題，其中爆壓與爆速是表征火工藥劑輸出性能的重要參數(shù)。在現(xiàn)有的爆壓測量方法中，阻抗匹配法是最常用的一種方法，它是通過間接測量鄰近介質(zhì)中的沖擊波參數(shù)，利用阻抗匹配原理反推爆轟壓力。在現(xiàn)有的爆速測量方法中，電探針法是最常用的一種測試手段，它是利用爆轟波陣面的導(dǎo)電性，通過兩組電探針的間距及信號時間差計算平均爆速。但是，上述方法在表征微尺度裝藥輸出性能時存在一些問題：第一，測量爆壓和爆速需要兩套不同的測試系統(tǒng)，這將造成較高的測試成本；第二，傳統(tǒng)電探針尺寸較大且相互干擾，會引起一定的爆速測量誤差；第三，傳統(tǒng)電探針法只能獲得某些測量點之間的平均爆速，而不能得到爆速成長曲線。因此，為了低成本獲取微尺度裝藥的爆壓以及爆速成長曲線，就必須同時解決上述三個問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種基于MEMS壓導(dǎo)探針的微尺度裝藥爆壓與爆速測試系統(tǒng)，可以同時獲得炸藥/介質(zhì)界面兩端炸藥的爆速和介質(zhì)沖擊波的初始速度，從而計算得到微尺度裝藥的爆速成長曲線以及端面輸出爆壓；適用于微尺度裝藥輸出性能的測量，并提高測量精度；可以滿足各種微尺度裝藥條件下輸出性能的測量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于MEMS壓導(dǎo)探針的微尺度裝藥爆壓與爆速測試系統(tǒng)，包括起爆裝置1，起爆裝置1下端和微尺度裝藥體2上端連接固定，微尺度裝藥體2下端和惰性介質(zhì)3上端固定，惰性介質(zhì)3下端和底板4連接固定；微尺度裝藥體2和惰性介質(zhì)3邊緣嵌有MEMS壓導(dǎo)探針5，MEMS壓導(dǎo)探針5的引線從惰性介質(zhì)3和底板4的界面引出；MEMS壓導(dǎo)探針5的引線、電阻6以及恒壓源9組成一個電流回路；MEMS壓導(dǎo)探針5的引線與示波器8的輸入端連接；起爆裝置1與起爆器11連接，起爆器11通過電流環(huán)10與示波器8的輸入端連接，示波器8的輸出端與計算機7連接。

所述的起爆裝置1包括雷管殼體1-1，雷管殼體1-1通過中心處的通孔結(jié)構(gòu)固定有雷管1-2，雷管殼體1-1采用不銹鋼材料。

所述的微尺度裝藥體2包括裝藥殼體2-1，裝藥殼體2-1通過中心處的微尺度通孔結(jié)構(gòu)裝有炸藥藥劑2-2，炸藥藥劑2-2直徑在1～5mm范圍內(nèi)，裝藥殼體2-1采用硅、有機玻璃或不銹鋼材料。

所述的惰性介質(zhì)3包括介質(zhì)殼體3-1，介質(zhì)殼體3-1中心處通過通孔結(jié)構(gòu)固定有介質(zhì)3-2，介質(zhì)殼體3-1和介質(zhì)3-2均采用有機玻璃材料。

所述的底板4外徑尺寸與雷管殼體1-1、裝藥殼體2-1以及介質(zhì)殼體3-1相等，保證雷管1-2、炸藥藥劑2-2和介質(zhì)3-2的中心對齊。

所述的MEMS壓導(dǎo)探針5包括壓電層5-5，壓電層5-5上下濺射有電阻層5-4，上、下的電阻層5-4引出引線5-6；電阻層5-4周圍沉積有絕緣層5-3，絕緣層5-3外側(cè)濺射有屏蔽層5-2，屏蔽層5-2接地，且屏蔽層5-2周圍沉積有保護層5-1。