[發明專利]基于太赫茲波的炸藥燃速非接觸式測量實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110960081.X
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113406264B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 黃熙龍;翟召輝;吳兆奎;薛洪;李金河;李濤;傅華;朱禮國
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛

本發明公開了一種基于太赫茲波的炸藥燃速非接觸式測量實驗裝置，包括高壓密閉燃燒實驗裝置，所述高壓密閉燃燒實驗裝置內固定有測試藥柱，所述測試藥柱在高壓密閉燃燒實驗裝置內進行高壓密閉燃燒實驗；點火單元，利用激光輻照對高壓密閉燃燒實驗裝置內的測試藥柱進行非接觸式點火；測速單元，利用太赫茲波的多普勒效應對高壓密閉燃燒實驗裝置中的測試藥柱進行燃燒測速；氣體產物壓力實時測量單元，用于測量并記錄高壓密閉燃燒實驗裝置產生的壓力數據變化。本發明通過利用太赫茲波的多普勒效應，以測量波的干涉的方式，獲取精準的燃燒速度。

技術領域

本發明涉及固體含能材料燃燒速率非接觸式測量的實驗技術領域，具體是基于太赫茲波的炸藥燃速非接觸式測量實驗裝置及方法。

背景技術

在受約束條件下的炸藥在機械刺激或熱刺激作用下，可能發生持續的燃燒反應，其能量傳遞機制以熱傳導表面逐層傳播為主，即所謂的熱傳導燃燒或層流燃燒。對于采用壓裝工藝形成的PBX炸藥，材料內部的孔隙可以忽略，燃燒產生的高溫氣體產物難以滲入孔隙對未反應炸藥進行預熱。因此，可以認為燃燒反應僅維持在炸藥的表面。在該過程中，存在著明確的氣-固反應陣面，反應物和未反應物之間主要通過熱傳導的形式傳遞能量。炸藥的燃燒速率隨壓力的增大而增大。在約束空間內，炸藥燃燒生成的氣體產物使壓力迅速升高，炸藥燃燒速率也隨之大幅度提升，甚至最終導致出現高烈度反應、造成災難性后果。因此，研究炸藥燃燒速率隨氣體產物壓力變化的規律是深入認識約束條件下PBX炸藥反應演化行為的重要基礎。

但是，現目前的炸藥燃燒速率研究面臨非常多的困難，尤其是在相關燃燒數據的收集上，不能完整的收集到較為合適的炸藥燃燒速率的相關數據，所得出的實驗結果通常為平均結果，不能準確的反映燃燒過程。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術在對燃燒速度進行非接觸式測速的時候存在測試精度偏低、單次實驗獲取數據量偏少、實驗操作難度偏大的不足，提供了一種基于太赫茲波的炸藥燃速非接觸式測量實驗裝置及方法，通過利用太赫茲波的多普勒效應，以測量波的干涉的方式，獲取精準的燃燒速度。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：

基于太赫茲波的炸藥燃速非接觸式測量實驗裝置，包括高壓密閉燃燒實驗裝置、測速單元、點火單元和氣體產物壓力實時測量單元，所述測速單元、點火單元和氣體產物壓力實時測量單元分別與所述高壓密閉燃燒實驗裝置連接，其中，

高壓密閉燃燒實驗裝置，所述高壓密閉燃燒實驗裝置內固定有測試藥柱，所述測試藥柱在高壓密閉燃燒實驗裝置內進行高壓密閉燃燒實驗；

點火單元，利用激光輻照對高壓密閉燃燒實驗裝置內的測試藥柱進行非接觸式點火；

測速單元，利用太赫茲波的多普勒效應對高壓密閉燃燒實驗裝置中的測試藥柱進行燃燒測速；

氣體產物壓力實時測量單元，用于測量并記錄高壓密閉燃燒實驗裝置產生的壓力數據變化。