RU2364848C2 - Устройство для измерения давления и профиля ударных волн - Google Patents
Устройство для измерения давления и профиля ударных волн Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364848C2 RU2364848C2 RU2007132357/28A RU2007132357A RU2364848C2 RU 2364848 C2 RU2364848 C2 RU 2364848C2 RU 2007132357/28 A RU2007132357/28 A RU 2007132357/28A RU 2007132357 A RU2007132357 A RU 2007132357A RU 2364848 C2 RU2364848 C2 RU 2364848C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- manganin
- pressure
- shock waves
- shock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления и профиля ударных волн. Устройство состоит из диэлектрической матрицы с установленным на ней измерительным узлом с чувствительным элементом. При этом чувствительный элемент выполнен в виде манганинового и константанового датчиков, установленных соосно, параллельно рабочими поверхностями друг над другом, причем константановый датчик размещен под манганиновым через изолятор, а их выводы расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны.
Техническим результатом изобретения является исключение зависимости получения информации от кривизны и гладкости фронта, а также возникающих электромагнитных помех в широком диапазоне давлений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления и профиля ударных волн, в том числе и сильных волн с неплоскими фронтами в различных конденсированных средах - твердых телах, жидкостях и газах.
Известен датчик для измерения динамических давлений по а.с. №412498, МПК7 G01L 1/16, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде пьезосопротивления, например манганиновой проволоки.
Недостатком известного устройства является недостаточная точность из-за наличия вихревых токов или изменения магнитных свойств образца при динамическом сжатии.
Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является датчик давления, описанный в статье «Корректировка показаний ПВДФ-пьезопленочных датчиков импульсного давления в условиях неодномерных нагружений и сильных электромагнитных полей» В.С.Осоловского, В.И.Постнова и др., ЦФТИ МО РФ, Сергиев Посад, ИПХФ РАН Черноголовка, //Shock waves in condensed matter, St.Peterburg, Russia, 18-23 Yuly, 2004, стр.135-141//, состоящий из диэлектрической матрицы с установленным на ней измерительным узлом с чувствительным элементом.
Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения, сложность в конструктивном исполнении, большие габаритные размеры, малый диапазон регистрируемых давлений.
Задачей заявляемого изобретения является создание устройства для измерения давления и профиля ударных волн простого в конструктивном исполнении и миниатюрных размеров, обеспечивающего получение достоверной информации о состоянии вещества в ударных и детонационных волнах, их профиле и длительности.
Технический результат, который позволяет решить поставленную задачу, заключается в исключении зависимости получения информации от кривизны и гладкости фронта, а также возникающих электромагнитных помех в широком диапазоне давлений.
Это достигается тем, что в устройстве для измерения давления и профиля ударных волн, состоящем из диэлектрической матрицы с установленным на ней измерительным узлом с чувствительным элементом, согласно изобретению чувствительный элемент выполнен в виде манганинового и константанового датчиков, установленных соосно, параллельно рабочими поверхностями друг над другом, причем константановый датчик размещен под манганиновым через изолятор, а их выводы расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки (чувствительный элемент выполнен в виде манганинового и константанового датчиков, установленных соосно, параллельно рабочими поверхностями друг над другом, причем константановый датчик размещен под манганиновым через изолятор, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
На чертеже представлена схема устройства для измерения давления и профиля ударных волн.
Устройство для измерения давления и профиля ударных волн состоит из диэлектрической матрицы 1 (фторопласт), в которой размещен измерительный узел с чувствительными элементами 2 и 3, выполненными в виде манганинового 2 и константанового 3 датчиков, разделенных изолятором 4, в качестве которого могут быть использованы изолирующие пленки, пластины слюды, нитрида бора и др. Датчики 2 и 3 расположены по оси параллельно рабочими поверхностями друг над другом: манганиновый 2 над константановым 3 через изолятор 4, выполненный, например, в виде диэлектрической вставки из фторопластовой пленки толщиной ~ 50…80 мкм. Размер рабочей поверхности чувствительных элементов 2 и 3~1,5 мм. Рабочие поверхности чувствительных элементов 2 и 3 расположены параллельно фронту ударной волны, а их выводы 5 размещены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны. При таком размещении выводов по отношению к фронту ударной волны они работают не на растяжение, а на сжатие. За счет этого исключается преждевременное разрушение датчиков 2 и 3 в процессе измерения. Датчики 2 и 3 прекращают работать в момент выхода ударной волны на свободную поверхность изолятора 4, где находятся их выводы 5.
Работа устройства для измерения давления и профиля ударных волн осуществляется следующим образом. Внешний источник энергии (взрыв ВВ, удар пластины) возбуждает в исследуемом образце ударную волну. Ее характеристики измеряются манганиновыми 2 и константановыми 3 датчиками, расположенными в диэлектрической матрице 1. При выходе ударной волны на датчики изменяется их омическое сопротивление, которое регистрируется многоканальным осциллографом или логическим анализатором. Манганиновый датчик 2 фиксирует нормальную и тангенциальную компоненты напряжений, а константановый датчик 3 -тангенциальную. Многоканальность измерений позволяет производить непрерывную многоканальную запись процесса ударно-волнового нагружения. Количество каналов может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч. Специальная программа обработки сигналов, учитывающая результаты калибровки манганинового 2 и константанового 3 датчиков, а также значения их динамических тензокоэффициентов, позволила получить точные профили ударных волн и величины давлений. Экспериментально установлено, что при регистрации неплоских ударных волн искажения профиля фронта ударной волны и его амплитуды по времени могут быть сравнимы с установлением равновесного состояния в самом датчике. Многоканальность измерений позволила точно восстановить истинный профиль ударной волны, охватывая большую поверхность.
За счет размещения чувствительных элементов 2 и 3, выполненных в виде датчиков, и их выводов 5 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны, достигается лучшая помехозащищенность датчиков, минимизируется погрешность измерений, возникающая при растяжении выводов. При этом значительно уменьшена площадь токовых контуров, являющихся приемниками возможных помех. Кроме того, обеспечивается более длительная работа токовых выводов, что в целом увеличивает время жизни датчиков, и, как следствие, более полно регистрируется весь ударно-волновой процесс.
За счет миниатюрности датчика при регистрации неплоских ударных волн искажения профиля фронта ударной волны и его амплитуды по времени сравнимы с установлением равновесного состояния в самом датчике.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий: устройство для измерения давления и профиля ударных волн предназначено для измерения давлений и профилей цилиндрических и сферических ударных волн, в том числе волн с небольшим радиусом кривизны; устройство для измерения давления и профиля ударных волн, воплощенное в заявленном изобретении, позволило:
- повысить информативность экспериментов о состоянии исследуемого образца в ударных волнах, их профиле и длительности вне зависимости от кривизны и гладкости фронта ударной волны, а также возникающих электромагнитных помех;
- обеспечить низкую погрешность измерений за счет повышения помехозащищенности чувствительных элементов размещением их выводов и рабочих поверхностей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны;
- более полно и достоверно регистрировать весь ударно-волновой процесс за счет многоканальности измерений.
Таким образом, устройство для измерения давления и профиля ударных волн, воплощенное в заявленном изобретении, при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Устройство для измерения давления и профиля ударных волн, состоящее из диэлектрической матрицы с установленным на ней измерительным узлом с чувствительным элементом, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде манганинового и константанового датчиков, установленных соосно, параллельно рабочими поверхностями друг над другом, причем константановый датчик размещен под манганиновым через изолятор, а их выводы расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно фронту ударной волны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007132357/28A RU2364848C2 (ru) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | Устройство для измерения давления и профиля ударных волн |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007132357/28A RU2364848C2 (ru) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | Устройство для измерения давления и профиля ударных волн |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007132357A RU2007132357A (ru) | 2009-03-10 |
RU2364848C2 true RU2364848C2 (ru) | 2009-08-20 |
Family
ID=40528038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007132357/28A RU2364848C2 (ru) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | Устройство для измерения давления и профиля ударных волн |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364848C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460049C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-08-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | Датчик импульсных давлений жидкостных, газообразных и смешанных сред с нестационарной температурой |
RU2706517C1 (ru) * | 2019-03-19 | 2019-11-19 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Система регистрации динамического давления |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106404256A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 组合式锰铜压力测量计、采用其的测定装置及其制备方法 |
-
2007
- 2007-08-27 RU RU2007132357/28A patent/RU2364848C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Корректировка показаний ПВДФ - пьезопленочных датчиков импульсного давления в условиях неодномерных нагружений и сильных электромагнитных полей. Осоловский B.C. и др. ЦФТИ МО РФ. - Сергиев Посад, ИПХФ РАН Черноголовка, // Shock waves in condensed matter, St.Peterburg, Russia, 18-23 Yuly, 2004, стр.135-141. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460049C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-08-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | Датчик импульсных давлений жидкостных, газообразных и смешанных сред с нестационарной температурой |
RU2706517C1 (ru) * | 2019-03-19 | 2019-11-19 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Система регистрации динамического давления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007132357A (ru) | 2009-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5483268B2 (ja) | 表面特性検査方法 | |
CZ2015420A3 (cs) | Indentační hlavice, instrumentovaný měřící systém a způsob stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou | |
JP2010540952A5 (ru) | ||
CN108401559B (zh) | 基于霍普金森杆的三轴高冲击传感器校准转接装置 | |
WO2007116218A1 (en) | Measuring physical quantities | |
RU2364848C2 (ru) | Устройство для измерения давления и профиля ударных волн | |
Wandowski et al. | Calibration problem of AD5933 device for electromechanical impedance measurements | |
US8230748B2 (en) | Apparatus for pre-stress-straining rod-type specimens in tension for in-situ passive fracture testing | |
KR100915247B1 (ko) | 음향방출센서용 위치조정장치 | |
Santo Zarnik et al. | Estimation of the long-term stability of piezoresistive LTCC pressure sensors by means of low-frequency noise measurements | |
Millar et al. | MEMS ultra low leak detection methods: a review | |
CN103293506A (zh) | 一种无需检测前试块标定的电导率测量仪器的实现方法 | |
CN102032846B (zh) | 电机线圈卡尺压力检定装置 | |
WO2014036010A1 (en) | Shear displacement extensometer | |
WO2009053870A3 (en) | Device and method for the monitoring of the movement of cells | |
CN110398449B (zh) | 岩芯夹持器和岩石物理参数测试装置 | |
RU2608345C1 (ru) | Устройство для горизонтального непрерывного измерения твердости почвы | |
RU2510487C1 (ru) | Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений | |
KR20050016602A (ko) | 센서 | |
CN1031420A (zh) | 一种无损测定残余应力的方法 | |
Khan et al. | Characteristic investigation of cutting-force measuring dynamometers | |
US10247619B2 (en) | Resistance temperature detector with medium temperature coefficient and high linearity | |
Aydemir et al. | Quality of material tensile test | |
RU23495U1 (ru) | Датчик деформации | |
Payne et al. | Dynamometer for tensile testing of high polymers |