[發明專利]一種地下空間內爆炸效應柔性抗毀測試系統

在審

• 申請號: 202111406074.1
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114112742A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 陳顯;孟曉潔;陳晉央;余尚江;周會娟;馬新寶;常遠;楊雨涵
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院工程防護研究所
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;H04L67/1095;H04L67/12
• 代理公司: 洛陽潤誠慧創知識產權代理事務所(普通合伙) 41153
• 代理人: 李團勝

本發明提出一種地下空間內爆炸效應柔性抗毀測試系統，包括主服務器和多個功能單元，多個功能單元通過主匯控終端與主服務器連接，多個功能單元之間通過主匯控終端兩兩互聯并進行數據互備份，主服務器、主匯控終端之間也進行數據互備份；所述功能單元由多個測試設備、次級服務器、次級匯控終端組成，多個測試設備之間通過次級匯控終端兩兩互聯，所述多個測試設備、次級服務器、次級匯控終端之間相互進行數據互備份；所述的測試設備內均設有主控制器、測試信息采集模塊、通訊網絡模塊、多源供電模塊、存儲模塊和黑匣子記錄器。本系統環境適應性強、配置靈活、功能全面，可有效保證抗毀測試的正常進行。

技術領域

本發明涉及爆炸測試技術領域，特別是涉及一種地下空間內爆炸效應柔性抗毀測試系統。

背景技術

在化爆模擬核爆試驗中，需要完成數百路壓力、應力、應變、位移、加速度、爆速、圖像等模擬或數字信號的測量。傳統的鉆地武器工程破壞效應試驗中使用的測試系統主要使用的是有線測試系統。在工程破壞效應試驗過程中，存在以下問題：信號線纜、測試設備、通信網絡、電源線路等測試系統的關鍵模塊所處環境惡劣，存在線纜炸斷、設備掉電、網絡中斷等被破壞摧毀的風險；測試系統某一環節出問題后，會導致整個測試系統癱瘓，無法進行測試，代價巨大；測試系統異常中斷后，試驗過程數據無法恢復，損失慘重。

為解決以上問題，北京理工大學、中北大學、南京理工大學、部分國內科研機構和企業相繼研制了爆炸測試試驗中專用的無線測試設備。這些無線測試設備解決了有線測量帶來的設備布設不便，線纜繁多等問題，但是仍存在一些問題亟待解決：①測量設備無法持續穩定性的供電問題、一旦出現設備掉電，將無法采集到有效的測試數據；②實驗現場無線網絡布設問題，野外條件無線網意外中斷后，將無法回傳數據；③在大規模實驗中，各個測試模塊之間交互性太大，容易出現一個模塊掉鏈子，整個測試系統癱瘓的問題；各個測試模塊之間不能根據測試現場需求靈活配置和調整；④爆炸效應測試區域的范圍大，測點之間間隔距離長，爆炸效應參數，如沖擊波、地震動等在測點之間的傳播需要一定的時間，需要合理的設施布局和可靠的通訊網絡支撐。

發明內容

針對背景技術中指出的問題，本發明提出了一種地下空間內爆炸效應柔性抗毀測試系統，分別從測試設備內部數據安全可靠、多設備之間存儲冗余備份、測試用通信網絡連接多樣健壯、測試系統中多設備互聯融合可控這四個方面進行優化，以解決現有技術中存在的問題，本系統環境適應性強、模塊化程度高、配置靈活、功能全面，可有效保證抗毀測試的正常進行。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種地下空間內爆炸效應柔性抗毀測試系統，包括主服務器和多個功能單元，多個功能單元通過主匯控終端與主服務器連接，并通過測試用通訊網絡與主服務器通信，主服務器根據測試要求對多個功能單元進行結構布局，并收集每個功能單元的測試數據進行記錄備份，多個功能單元之間通過主匯控終端兩兩互聯并進行數據互備份，主服務器、主匯控終端之間也進行數據互備份；所述功能單元由多個測試設備、次級服務器、次級匯控終端組成，多個測試設備之間通過次級匯控終端兩兩互聯，所述多個測試設備、次級服務器、次級匯控終端之間相互進行數據互備份；所述的測試設備內均設有主控制器、測試信息采集模塊、通訊網絡模塊、多源供電模塊、存儲模塊和黑匣子記錄器；

所述的多源供電模塊包括交流電源子模塊、直流電源子模塊、蓄電池子模塊、超級電容子模塊、檢測子模塊和電源控制器，其中，交流電源子模塊用于連接設備外部交流電源、直流電源子模塊用于連接設備外部直流電源，蓄電池子模塊、超級電容子模塊、檢測子模塊均設置在設備內部，電源控制器內置有處理器、A/D轉換子模塊和電源切換執行子模塊，電源控制器根據檢測子模塊獲取的信息命令電源切換執行子模塊進行電源切換；

所述的信息采集模塊用于采集測試得到的數據并將之上傳至主控制器；

所述的存儲模塊包括易失存儲器和非易失存儲器；所述易失存儲器和非易失存儲器均具備采樣過程中實時寫入的功能；

所述的通訊網絡模塊包括：以太網接口、光纖接口、無線WiFi接口和LORA接口；