[發(fā)明專(zhuān)利]用于非固態(tài)不透明試樣沖擊試驗(yàn)的低溫靶裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010159420.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111189529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范茁寧;華穎鑫;吳浪;廖文強(qiáng);劉福生;劉其軍;張明建;甘云丹;韋丁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H5/00;G01P3/68
• 代理公司: 成都華飛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51281
• 代理人: 杜群芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于非固態(tài)不透明試樣沖擊試驗(yàn)的低溫靶裝置及其試驗(yàn)方法，通過(guò)在樣品室上下加載交錯(cuò)的透明窗體，利用窗體始終保持透明的特性替代試樣的上下液面，當(dāng)沖擊波達(dá)到窗體位置時(shí)，激光能夠感知回光的信號(hào)變化，從而記錄當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，并根據(jù)樣品室的厚度以及各時(shí)間點(diǎn)形成的時(shí)間差來(lái)求出該試樣的沖擊波速度，本申請(qǐng)為非固態(tài)不透明試樣沖擊波實(shí)驗(yàn)的沖擊波速度采集提供了方便易行的裝置和方案，使得采集的沖擊速度準(zhǔn)確可靠，對(duì)沖擊實(shí)驗(yàn)研究具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沖擊試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于非固態(tài)不透明試樣沖擊試驗(yàn)的低溫靶裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

沖擊試驗(yàn)是一種常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，由沖擊試驗(yàn)獲得的沖擊波波速D可作為其他學(xué)科研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如超高壓極端條件下需要合成新材料以及生成新的物理現(xiàn)象時(shí)，作為研究超高壓極端條件重要參數(shù)之一的雨貢紐參數(shù)，其計(jì)算就需要用到?jīng)_擊波波速D。

現(xiàn)有對(duì)沖擊波在非固態(tài)(氣態(tài)、液態(tài))試樣中的傳播速度，即沖擊波波速D的測(cè)定，由于非固態(tài)試樣的不可接觸性，常采用DPS激光測(cè)速的方式，利用對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行兩次有特定時(shí)間間隔的激光測(cè)距，取得在該一時(shí)段內(nèi)被測(cè)物體的移動(dòng)距離，從而得到該被測(cè)物體的移動(dòng)速度。

但是對(duì)于非固態(tài)試樣，如果其本身的狀態(tài)是不透明的或者在沖擊試驗(yàn)過(guò)程中變得不透明，因激光無(wú)法對(duì)不透明樣液體產(chǎn)生回光(即激光發(fā)射出去能夠反射回來(lái)的光)，那么就不能采用激光直接測(cè)量沖擊波波速D，這就為非固態(tài)試樣的沖擊波波速D測(cè)量提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于非固態(tài)不透明試樣沖擊試驗(yàn)的低溫靶裝置，通過(guò)在樣品室上下加載交錯(cuò)的透明窗體，利用窗體始終保持透明的特性替代試樣的上下液面，當(dāng)沖擊波達(dá)到窗體位置時(shí)，激光能夠感知回光的信號(hào)變化，從而記錄當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，并根據(jù)樣品室的厚度以及各時(shí)間點(diǎn)形成的時(shí)間差來(lái)求出該試樣的沖擊波速度，本申請(qǐng)為非固態(tài)不透明試樣沖擊波實(shí)驗(yàn)的沖擊波速度采集提供了方便易行的裝置和方案，使得采集的沖擊速度準(zhǔn)確可靠，對(duì)沖擊實(shí)驗(yàn)研究具有重要意義。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于非固態(tài)不透明試樣沖擊試驗(yàn)的低溫靶裝置，包括測(cè)速系統(tǒng)、靶體組件和光纖固定組件；靶體組件包括第一靶體、第二靶體和樣品室；第一靶體包括第一靶座、設(shè)于第一靶座中的第一內(nèi)腔以及固接于第一內(nèi)腔底部的第一窗體；第二靶體包括第二靶座、在第二靶座上同向貫通開(kāi)設(shè)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體、以及固接于第二窗體且位于第二通孔對(duì)側(cè)的反光膜；第二靶體扣接于第一靶體頭端并封堵于第一內(nèi)腔的開(kāi)口，使第二靶體與第一內(nèi)腔之間所留間隙形成樣品室；注液孔指向樣品室；第一窗體與第二窗體都為透明材質(zhì)且相互交錯(cuò)以及分別位于樣品室的頂部和底部；光纖固定組件包括光纖固定座、第一光纖、第二光纖和固定管；光纖固定組件通過(guò)固定管穿設(shè)于第二通孔中；光纖固定座固接并封堵于固定管尾端管口，并沿軸向分別貫通開(kāi)設(shè)第二照射孔、以及位于第二照射孔周?chē)遗c第一光纖一一對(duì)應(yīng)的第一照射孔；第一光纖和第二光纖的一端均與測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行連接，另一端均由固定管頭端進(jìn)入并分別穿設(shè)入第一照射孔和第二照射孔；第一光纖發(fā)射激光經(jīng)第一照射孔射入第一窗體并由樣品室底部返回；第二光纖發(fā)射激光經(jīng)第二照射孔射入第二窗體并由反光膜返回。

進(jìn)一步的，第一窗體至少兩塊并環(huán)形陣列于樣品室底部周緣；第二窗體位于樣品室頂部中心；第二照射孔設(shè)于光纖固定座中心，第一照射孔環(huán)形陣列于第二照射孔周?chē)?/p>

進(jìn)一步的，第一窗體設(shè)置兩塊。

進(jìn)一步的，第一窗體與第二窗體選用LiF材料進(jìn)行制作。

進(jìn)一步的，第一窗體和第二窗體均通過(guò)DG—4膠水粘接，并分別固定于第一內(nèi)腔和第二靶座。

進(jìn)一步的，光纖固定組件還包括多個(gè)透鏡；一部分透鏡和第一光纖分別嵌裝并封堵第一照射孔的兩端孔口；另一部分透鏡和第二光纖分別嵌裝并封堵第二照射孔的兩端孔口。