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二氧化碳气体爆破器的致裂压力测定装置的致裂压力测定方法,包括以下步骤:
步骤一,将PVDF压电薄膜传感器逐一粘贴于泄能罩内壁的不同位置,并用绝缘胶带将传感器的接线端金属与泄能罩内壁之间绝缘隔离,防止杂散电流干扰信号采集,再用锡箔胶带将PVDF压电薄膜传感器覆盖粘贴于泄能罩内壁上;
步骤二,将固定螺钉穿过泄能罩上的螺纹通孔,调节固定螺钉使泄能头位于泄能罩内的中心位置,再将泄能罩固定在泄能头的螺纹盲孔上;
步骤三,连接PVDF压电薄膜传感器与信号采集单元,调节并检查PVDF压电薄膜传感器与信号采集单元是否连通,设置信号采集单元的采集参数,使其处于待触发状态,然后引爆致裂器并进行数据采集;
其中,PVDF压力传感器的压力计算公式如下:
式中,σ(t)表示致裂器的致裂压力,Q(t)表示传感器释放的电荷,K表示传感器的灵敏度系数,U(t)表示检测到的电压信号,A表示受压力的有效面积,R表示测试系统的内阻值。
本发明公开的一种二氧化碳气体爆破器的致裂压力测定装置及方法,该装置包括泄能罩、泄能头、固定螺钉、压力传感器和信号采集单元,泄能罩通过固定螺钉固定罩装在泄能头上,压力传感器粘贴于泄能罩内壁并通过信号线连接至信号采集单元上,当高压气体从泄能头的泄能孔高速释放时会对泄能罩内壁产生很高的冲击压力,即致裂压力,该压力作用于压力传感器会在PVDF压电薄膜的上下表面产生电压信号,并被信号采集单元采集,从而根据公式(1)、(2)计算出致裂器的致裂压力。
本发明的装置及方法具有如下有益效果:
1)泄能罩是由钢铁材料制成,强度远大于二氧化碳所能够产生的致裂压力,测到的直接压力就是致裂压力,避免了外界因素的影响,具有较高的精确度;
2)泄能罩在一定程度上还能防止能量的快速衰减,有效模拟了炮孔压力的持续作用过程;
3)泄能罩是一个两端开口的钢管件,测试过程中高压气体垂直对称地作用于泄能罩内壁后从两端逸出,泄能罩始终处于受力平衡状态,有效防止了泄能罩发生飞管现象;
4)在泄能罩内壁的不同方向粘贴压力传感器,可以获得致裂压力的在圆周方向的环向变化趋势。
5)采用不同直径的泄能罩,可以获得致裂压力在径向的变化趋势,从而研究分析致裂压力随距离的变化关系。