CN112945034A - 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法 - Google Patents

基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112945034A
CN112945034A CN202110486083.XA CN202110486083A CN112945034A CN 112945034 A CN112945034 A CN 112945034A CN 202110486083 A CN202110486083 A CN 202110486083A CN 112945034 A CN112945034 A CN 112945034A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shock wave
electronic
electronic detonator
water
detonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110486083.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵小华
赵浩楠
方宏远
杜雪明
薛冰寒
余翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou University
Original Assignee
Zhengzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou University filed Critical Zhengzhou University
Priority to CN202110486083.XA priority Critical patent/CN112945034A/zh
Publication of CN112945034A publication Critical patent/CN112945034A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C21/00—Checking fuzes; Testing fuzes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，是在开放水域中将不同段别的电子***布置在一个圆周上，并在圆心不同高度处布置多只水下冲击波传感器，同时起爆所有电子***，起爆后通过水击波传感器获得各个电子******所产生的水击波压力曲线；再利用适合非平稳信号分析的小波分析方法对实测波形进行分析，并求得波形的时能密度曲线，以获得每一段水击波到达的精确时间，除去水击波在水中传播所需时间，得到电子***的精确延时时间；将实际获得的电子***延时时间与电子***设计延时时间进行对比，确定电子***的延时精度。

Description

基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法
技术领域
本发明属于***技术领域，尤其涉及一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，能批量测定电子***的延时时间，适用于水电、交通等领域工程***开挖时电子***的精度测定。
背景技术
随着我国经济建设的不断发展，在采矿、水利水电、土建、铁路、交通等领域涉及的工程***项目中，对工程***控制的要求越来越高。随着***器材及施工技术的飞速发展，***技术和***振动控制措施取得了巨大进步，微差***技术和精细***技术已成为主流技术，而在微差***和精细***中，延时时间的准确性直接决定了***目的能否实现，***效果是否理想。因此，使用高精度延时***，合理确定微差***延时间隔时间，可以达到改善***效果，降低***单耗和控制爆堆的目的。
电子***作为一种安全可靠、高精度、智能型、环保型性能优良的***材，可满足复杂***工程的微差减震要求，在工程中电子***的使用越来越广泛。在***工程中，***延时精度问题是微差***技术实现的关键，***延时精度的高低直接影响到***的效果和安全，所以有必要对电子***的延时精度进行测试，从而提供性能优良的高精度数码电子***产品。
专业的***精度测试方法是通断法和专业仪器防爆箱测试法，这通常是由***生产厂家进行高精度测量，对设备要求高，工序繁琐，不适用于现场测试。常规的***精度测试方法是通过监测***起爆产生的各种效果比如***振动、***声压冲击波等来确定***的起爆时间，进而确定***精度，即为测震法和测声压法。测震法通过***振动测试仪接收***起爆引发的***振动确定起爆时间，由于***振动在地层中传播的不确定性，不同震源引起的振动传播的时间也会有所差别，测量的结果误差较大。测声波法是通过声压测试装置，接收***起爆引起的空气冲击波确定起爆时间，由于声音在空气中传播受风速、气温等外界影响较大，测试也可能存在较大误差，且***噪音对周围环境的影响较大。针对上述问题，有必要提出一种便于现场测试、高效实用、检测误差小的电子***延时精度测试方法。
发明内容
为解决现有***延时精度测量存在较大的误差、测试方法存在较大干扰的问题，本发明提供了一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，能够在***工程中随时测量***的精度。
一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其中包括以下步骤：
(1)、选择一片安全的开放水域布置一组电子***，一组电子***包含一个或者一个以上电子***，组中的电子***具有唯一编号，按照编号将该组电子***均匀固定在水面与水底之间的一个平面圆周上，多个电子***所激发的水击波传播路线互不交叉重叠，其中，与***相连接的第一发电子***为标称延时***；
(2)、沿圆周中心位置的垂直方向，在水中的不同高度处布置一只或者一只以上水击波传感器，水击波传感器用于接收电子******传来的冲击波信号，与设置在位于岸上安全范围内的冲击波测试仪连接从而记录波形数据；
(3)、连接***，起爆所有电子***，冲击波测试仪记录所有电子***的水下冲击波波形；在测试后连接电脑或者U盘取数用电脑读取波形数据。
(4)、用小波分析和时能密度方法确定每个波段中的波峰开始时刻，根据突出峰值位置得到各微差段***所产生的水击波的到达时刻，从而获得各段电子***的实际起爆延时时间，具体如下：
(4.1)根据冲击波测试仪得到的波形文件，采用小波分析方法，先确定***起始时间，记为T0；
(4.2)找出随后冲击波测试仪测取的***冲击波的每个波峰开始时刻Tn；
(4.3)测量每个电子***与水击波传感器的直线位置距离Sn；
(4.4)根据冲击波测试仪测取的波形，由步骤(4.2)得到的每个波峰开始时刻Tn以及步骤(4.3)得到的的距离Sn计算出各个电子***的延时时间:
Figure BDA0003050321890000031
式中：
Figure BDA0003050321890000032
—第一发电子***的标称延时时间，单位为ms；
tn—电子***的延时时间，单位为ms；
T0—记录开始时间；
v—爆轰波在水中的传播速度，取1400m/s；
Sn—电子***到水击波传感器的距离；
(5)、计算第i发电子***实测延时时间精度差：
Figure BDA0003050321890000033
ti—第i发电子***的实际延时时间；
Δti—第i发电子***实测延时时间精度差；
Figure BDA0003050321890000041
—第i发电子***的设计延时时间；
进一步的，所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其中：所布置的电子***距离水体自由面高度h1≥1m，距离水底高度h2≥1.5m，所以所选水体区域深度H≥2.5m。
进一步的，所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其中：电子***到水域周围距离L应满足：
Figure BDA0003050321890000042
其中
Figure BDA0003050321890000043
为电子***装药量；
进一步的，所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其中：所选圆周直径D应满足：30d≤D≤2h2，其中d为电子***直径，h2为所布置电子***距离水底高度。
本发明提供的一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，测试简单，在一个起爆网络中同时布置多个段别的电子***，可同时测得每个电子***的延时时间，测试效率高，分析结果可靠，成本低廉，且由于水的密度恒定，外界对于冲击波的干扰较小，在***施工现场中应用简单，可实时检验电子***的延时精度，且可灵活布置起爆网络，具有极大的推广价值。能批量测定电子***的延时时间，适用于水电、交通等领域工程***开挖时电子***的精度测定。
附图说明
图1是电子***与传感器布置方位平面示意图；
图2是电子***与传感器布置方位侧面示意图；
图3是水击波测试仪记录的波形图；
图4是本发明测试方法控制流程图。
具体实施方式
一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其中包括以下步骤：
(1)、选择一片安全的开放水域布置一组电子***，一组电子***包含一个或者一个以上电子***，组中的电子***具有唯一编号，按照编号将该组电子***均匀固定在水面与水底之间的一个平面圆周上，多个电子***所激发的水击波传播路线互不交叉重叠，其中，与***相连接的第一发电子***为标称延时***；
(2)、沿圆周中心位置的垂直方向，在水中的不同高度处布置一只或者一只以上水击波传感器，水击波传感器用于接收电子******传来的冲击波信号，与设置在位于岸上安全范围内的冲击波测试仪连接从而记录波形数据；
(3)、连接***，起爆所有电子***，冲击波测试仪记录所有电子***的水下冲击波波形；在测试后连接电脑或者U盘取数用电脑读取波形数据。
(4)、用小波分析和时能密度方法确定每个波段中的波峰开始时刻，根据突出峰值位置得到各微差段***所产生的水击波的到达时刻，从而获得各段电子***的实际起爆延时时间，具体如下：
(4.1)根据冲击波测试仪得到的波形文件，采用小波分析方法，先确定***起始时间，记为T0；
(4.2)找出随后冲击波测试仪测取的***冲击波的每个波峰开始时刻Tn；
(4.3)测量每个电子***与水击波传感器的直线位置距离Sn；
(4.4)根据冲击波测试仪测取的波形，由步骤(4.2)得到的每个波峰开始时刻Tn以及步骤(4.3)得到的的距离Sn计算出各个电子***的延时时间:
Figure BDA0003050321890000061
式中：
Figure BDA0003050321890000062
—第一发电子***的标称延时时间，单位为ms；
tn—电子***的延时时间，单位为ms；
T0—记录开始时间；
v—爆轰波在水中的传播速度，取1400m/s；
Sn—电子***到水击波传感器的距离；
(5)、计算第i发电子***实测延时时间精度差：
Figure BDA0003050321890000063
ti—第i发电子***的实际延时时间；
Δti—第i发电子***实测延时时间精度差；
Figure BDA0003050321890000064
—第i发电子***的设计延时时间；
所布置的电子***距离水体自由面高度h1≥1m，距离水底高度h2≥1.5m，所以所选水体区域深度H≥2.5m。
电子***到水域周围距离L应满足：
Figure BDA0003050321890000065
其中
Figure BDA0003050321890000066
为电子***装药量；
所选圆周直径D应满足：30d≤D≤2h2，其中d为电子***直径，h2为所布置电子***距离水底高度。
小波变换是一种信号的时间-尺度(时间-频率)分析方法，它具有多分辨率分的特点，而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力，在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，很适合探测正常信号中夹带的瞬间反常现象并展示其成份。
对任意能量有限的函数f(t)，关于ψ(t)的连续小波变换定义如下:
Figure BDA0003050321890000071
上式中的a、b分别为伸缩因子和平移因子。根据Moyal内积定理，有下式成立：
Figure BDA0003050321890000072
上式表明，小波变换幅度平方的积分和被分析信号的能量成正比。根据能量密度的概念，式(4)可以写成:
∫R|f(t)|2dt＝∫RE(b)db (5)
式中：
Figure BDA0003050321890000073
小波变换中，尺度a在一定意义上对应于频率ω，因此(6)式给出了信号所有频带的能量随时间b的分布情况，称为时能密度函数。实际应用中，可以通过改变上式的积分上、下限，使积分区间落在待分析信号的某频率范围内，从而得到该频带内信号能量密度随时间的分布特征。
如将某次***作为一个***来考虑，则每一段***的起爆就是向***输入能量的过程，每一段***起爆必然引起***内能量密度的改变。因此，可以适当选取积分上、下限，按(6)式计算单段***振动信号主频段内的能量密度，并画出其时-能密度图。根据图中出现的突峰位置即可得到各微差段***所诱发的振动的到达时刻，从而得各段***的实际起爆延迟时间。
本发明基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法的原理在于：根据电子******产生的冲击波在水中传播的原理，选择一块合适的水域，将一发标定过的标称延时***同一组电子***按编号依次固定在一个圆周上，并在圆心处不同高度布置多只水击波传感器，同时起爆所有电子***，获得各个电子******所激发的水下冲击波压力曲线，再利用适合非平稳信号分析的小波分析方法对实测波形进行分析，并求得波形的时能密度曲线，以获得每一段水击波到达的精确时间，减去水击波在水中传播所需要的时间，便得到***的精确延时时间。在一个起爆网络中同时布置多个段号的电子***，可同时测得每个电子***的延时时间。
本发明基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法的优点在于：
1、本发明不需要专业的电子***精度测试仪器，能够满足在工程现场进行电子***精度测试的要求；
2、在一个起爆网络中同时布置多个段号的电子***，可同时测得每个电子***的延时时间；
3、相较于空气，水的密度大，压缩性小，冲击波在水中传播时能量耗散较少，且在水中测试受外界干扰较少，如：风、车辆或者***等引起的振动；
4、测试效率高，分析结果可靠，成本低廉，在***施工现场中应用简单，可实时检验电子***的延时精度，且可灵活布置起爆网络，具有极大的推广价值。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。电子***和传感器布置如图1和图2所示。选择某开放、安全的水域，将电子***按照段号大小的顺序依次布置在半径为1.5m的圆周上，其中第一发电子***为精确标定过的标称***，其标称延时时间
Figure BDA0003050321890000091
相邻电子***之间的夹角为45°，在圆心处不同高度布置三个水击波传感器，通过水击波测试仪记录水下***冲击波，传感器之间高度差为20cm，连接***。
按照上述起爆网络进行起爆，***产生水下***冲击波传至监测点被水击波传感器接收，通过冲击波测试仪读取水击波波形，将测得的数据进行处理，最终得到的波形图像如图3所示，图像中包含多个波段，理论上波段个数与电子***数量一致。
用小波分析及时能密度方法确定每个波段中波峰开始时刻，根据突峰位置即可得到各微差段***所产生的冲击波的到达时刻，从而得各段电子***的实际起爆延时时间。具体实施过程如下：
(1)确定***开始时间，记为T0；
(2)找出每个波峰开始时刻，记为Tn；
(3)测出每个电子***与传感器的距离Sn；
(4)用测得数据根据公式(1)计算出各个电子***的延时时间；
(5)根据公式(2)计算出各个电子***的实测延时时间精度差。
以上所述为本发明的最佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本发明专利的保护范围内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、选择一片安全的开放水域布置一组电子***，一组电子***包含一个或者一个以上电子***，组中的电子***具有唯一编号，按照编号将该组电子***均匀固定在水面与水底之间的一个平面圆周上，多个电子***所激发的水击波传播路线互不交叉重叠，其中，与***相连接的第一发电子***为标称延时***；
(2)、沿圆周中心位置的垂直方向，在水中的不同高度处布置一只或者一只以上水击波传感器，水击波传感器用于接收电子******传来的冲击波信号，与设置在位于岸上安全范围内的冲击波测试仪连接从而记录波形数据；
(3)、连接***，起爆所有电子***，冲击波测试仪记录所有电子***的水下冲击波波形；在测试后连接电脑或者U盘取数用电脑读取波形数据。
(4)、用小波分析和时能密度方法确定每个波段中的波峰开始时刻，根据突出峰值位置得到各微差段***所产生的水击波的到达时刻，从而获得各段电子***的实际起爆延时时间，具体如下：
(4.1)根据冲击波测试仪得到的波形文件，采用小波分析方法，先确定***起始时间，记为T0；
(4.2)找出随后冲击波测试仪测取的***冲击波的每个波峰开始时刻Tn；
(4.3)测量每个电子***与水击波传感器的直线位置距离Sn；
(4.4)根据冲击波测试仪测取的波形，由步骤(4.2)得到的每个波峰开始时刻Tn以及步骤(4.3)得到的距离Sn计算出各个电子***的延时时间:
Figure FDA0003050321880000021
式中：
Figure FDA0003050321880000022
-第一发电子***的标称延时时间，单位为ms；
tn-电子***的延时时间，单位为ms；
T0—记录开始时间；
v—爆轰波在水中的传播速度，取1400m/s；
Sn-电子***到水击波传感器的距离；
(5)、计算第i发电子***实测延时时间精度差：
Figure FDA0003050321880000023
ti-第i发电子***的实际延时时间；
Δti-第i发电子***实测延时时间精度差；
Figure FDA0003050321880000024
-第i发电子***的设计延时时间。
2.如权利要求1所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其特征在于：所布置的电子***距离水体自由面高度h1≥1m，距离水底高度h2≥1.5m，所以所选水体区域深度H≥2.5m。
3.如权利要求1所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其特征在于：电子***到水域周围距离L应满足：
Figure FDA0003050321880000025
其中
Figure FDA0003050321880000026
为电子***装药量。
4.如权利要求1所述的基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法，其特征在于：所选圆周直径D应满足：30d≤D≤2h2，其中d为电子***直径，h2为所布置电子***距离水底高度。
CN202110486083.XA 2021-04-30 2021-04-30 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法 Withdrawn CN112945034A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110486083.XA CN112945034A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110486083.XA CN112945034A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112945034A true CN112945034A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76233714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110486083.XA Withdrawn CN112945034A (zh) 2021-04-30 2021-04-30 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112945034A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114577386A (zh) * 2022-02-23 2022-06-03 中国葛洲坝集团易普力股份有限公司 炮孔内电子***所受真实冲击波荷载测试方法和测试***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114577386A (zh) * 2022-02-23 2022-06-03 中国葛洲坝集团易普力股份有限公司 炮孔内电子***所受真实冲击波荷载测试方法和测试***
CN114577386B (zh) * 2022-02-23 2024-06-04 中国葛洲坝集团易普力股份有限公司 炮孔内电子***所受真实冲击波荷载测试方法和测试***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104007176A (zh) 一种复杂岩土工程介质的全波场检测***及方法
CN106769551A (zh) 一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置及方法
CN109239779B (zh) 一种隧道围岩松动圈的测试方法及围岩损伤的分级方法
CN110687607B (zh) 一种斯通利波探测方法及***
CN113552629A (zh) 一种隧道围岩纵波速度确定方法、装置和计算机设备
CN112945034A (zh) 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法
CN104236404B (zh) 一种基于***振动测试的现场快速测定毫秒***延时精度的方法
CN108981507B (zh) 一种基于高速摄像机的***延时精度现场快速测量方法
CN112130207B (zh) 一种基于球形装药条件下由地面振动计算地下振动的方法
CN102298158B (zh) 断层探查装置以及断层探查方法
CN113834392A (zh) 一种基于水击波信号的电子***水下***威力测试装置
O'brien Some experiments concerning the primary seismic pulse
CN104197795A (zh) 一种基于***声压测试的现场***延时精度测试方法
CN210401325U (zh) 一种固体纵波与不同方向剪切横波测量与分析***
Simioni et al. Field measurements of snowpack response to explosive loading
CN101858715A (zh) 一种***中药包发生拒爆的识别及其拒爆药包的定位方法
CN115435645A (zh) 基于水下冲击波实测波形的电子***延时精度测试方法
CN105758509A (zh) 一种露天矿山岩体声速的现场测量方法
CN109521221A (zh) 一种钻爆法施工硬岩隧道微震波波速实时获取方法
CN112525407B (zh) 一种冲击波单体多传感器阵列测试方法及装置
CN1283986C (zh) 一种用于在液体输送管道中测定和关联以定出泄漏的***
CN111189525B (zh) 一种水下***声源声功率测量装置
US20130188452A1 (en) Assessing stress strain and fluid pressure in strata surrounding a borehole based on borehole casing resonance
CN210487690U (zh) 一种异形压电元件同心叠制式承压换能器
Guo et al. Research on horizontal directional drilling locatingtechnology based on seismic interference

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210611