Устройство для определения параметров ударной волны

 

ОП Слп Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюа Соеетсиии

Социеинстнческнм

Реснублни

«»632918

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) ЗаЯвлено 250477 (21) 2479717t18-10 с присоединением заявки 36— (23) Приорнтет— (43) Опубликовано 151178Бюллетень )6 42 (45) Дата опубликования описания 20.11.78 (51) М. Кл.

Д 01 1 23/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам иаобретеиий и открытий (5З) УДК534 222 2 (088, 8) (72) Авторы изобретения

С.П.Писарев и В.Д.Рогозин

Pl) Заявитель

Волгоградский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Изобретение относится к экспериментальной технике, применяемой при исследовании ударных волн.

Для измерения параметров ударных волн применяют устройства, чувствительные элементы которых выполнены из тензодатчиков или:пьезокерамических элементов.

Известно устройство, выполненное в виде цилиндра, разделенного на две камеры одна из которых герметична, а другая снабжена мембраной с наклеенными тензодатчиками сопротивления и служит для восприятия ударной волны (1) .

Недостатком данного устройства является инерционность тензодатчиков. Тем же недостатком обладают и другие приборы, использующие тензодатчики в качестве чувствительных элементов.

Известно также устройство для определения параметров ударной волны в качестве чувствительного элемен-25 та, содержащее пьезоэлектрический элемент с нанесенными íà его рабочие поверхности электродами. Датчик снабжен теплозащитой, состоящей из двух пьезоэлектрических элементов с поло- Ж) жительной и отрицательной поляризацией j2j и (3) .

Известен также датчик давления, снабженный упругой мембраной, воспринимающей давление, которое вызывает действие соответствующей силы на полупроводниковый пьезоэлемент. Линейная зависимость проводимости пьезоэлемента от действующей силы в расширенном диапазоне сжимающих сил обеспечивает-, ся поддержанием его в предварительно напряженном состоянии (4) .

Пьезоэлементы указанных приборов не обладают недостатками тензодатчиков — т..е. запаздыванием во времени между моментом приложения силы и регистрацией ее импульсов, однако согласование ударных импедансов материала датчика и окружающей среды вызывает затруднения. Кроме того, трудно защитить пьезоэлемент от разрушения ввиду его хрупкости. Даже незначительное искривление фронта ударной волны вызывает разрушение пьезоэлемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик импульсного давления ударной волны, выполненный в виде стержня, служащего электродом, на торце которого наЭ 632918 4

/ несена пленка поляризованного диэлект- основное назначение его — изоляция рика (5j. внутреннего электрода от внешнего.

Недостатком этого устройства явля- Влияние второго слоя на преобразовается то, что им можно измерять пара- ние фронта ударной волны незначиметры ударной волны только в электро- ;тельно. проводной среде, которая здесь служит I Работает прибор следующим образом. в качестве второго электрода, и,кроме 8 Все устройство помещают в исслетого несогласованность ударных дуемую среду, например порошок, nat импедансов электрода и среды. раллельно фронту ударной волны. В

Целью изобретения является обеспе- момент прохождения фронта ударной чение возможности измерения парамет- волны по исследуемому материалу она ров ударной волны в различных сре- 10 действует на внешний электрод и дах, как электропроводных, так и не- первый диэлектрический слой, где проэлектропроводных, с различной плот- исходит преобразование механического ностью, например порошковых или жид- усилия в электрический сигнал, пропорциональный приложенному давлению.

Это достигается тем, что предла- ц Благодаря предварительной поляриэагаемое устройство содержит плоский ции чувствительных элементов выходэлектрод, расположенный между двух ной сигнал является суммой электрислоев диэлектрика, охваченных с ческих напряжений, возникающих при внешней стороны другим плоским элект- ударном сжатии диэлектрика. В резульродом, причем один слой диэлектрика 0 тате многократной циркуляции фронта предварительно поляризован. ударной волны, отражающейся от его

На чертеже изображено описываемое верхней и нижней поверхности раздела устройство в разрезе. датчика и исследуемой средой, в датУстройство содержит внутренний . чике устанавливается давление, равэлектрод 1, диэлектрические пленки ное давлению в данной области среды. .2 и 3, наружный электрод 4 и изоля- Сигнал, усиленный полярной диэлектцию 5 рической пленкой, поступает на внутЭлектроды выполнены иэ металличес- ренний электрод и через высокочастоткой фольги, например медной ° Диэлект- ный экранированный провод — на вход ри р ческая пленка расположенная перI

30 катодного повторителя, а затем по вой .по ходу волны, выполнена из по- высокочастотному кабелю — на вход лярного диэлектрика, например, три- импульсного осциллографа, р с экрана ацетата,и предварительно поляризо- которого осуществляется регистрация. вана напряжением 500-1000 B от источ- (Высокочастотный экранированный проника постоянного тока через высокоом- вод,катодный повторитель и импульсный ный резистор (на чертеже не показан).35 осциллограф на чертеже не показаны

Другая диэлектрическая пленка выпол- ввиду того, что не являются элеменнена из неполярного диэлектрика, например полиэтилена;

Диэлектрические пленки служат в Формула изобретния качестве чувствительного элемента. 40

Толщина диэлектрических пленок долж- Устройство для определения парана быть такой, чтобы датчик оказывал- метров ударной волны, содержащее ся устойчивым против электрического электроды и диэлектрик, о т л и пробоя (в данном сл б (в данном случае равна 0 1

t ч а ю щ е е с я тем,что,с целью обес15 мм). Наружный электрод наклеен 45 печения возможности измерения в разУ на.диэлектрические пленки в виде внеш- ных средах, один плоский электрод расней оболочки„ что обеспечивает изоля- положен между двух слоев диэлектрика,, цию внутреннего электрода и чувстви" охваченных с внешней стороны другим тельных элементов от окружающей сре- плоским электродом, причем один слой ды. Кроме этого, форма выполнения диэлектрика предварительно поляризован. второго электрода позволяет сохранить Источники информации, принятые электрические и калибровочные харак- во внимание при экспертизе: теристики датчика в любой окружающей 1. Авторское свидетельство СССР среде. нутренни

В ренний электрод по боко- 9 361405, кл, 4 01 (, 23/18, 1970.

С P изолируется от внешнего 2. Авторское свидетельство С С ному контуру изоли

С 01 L 23/10 1974. электрода. Выполнение одного из ди- 9 496478, кл.С; / I оев из полярного ди- 3. Авторское -свидетельство СССР электрических слоев из

01 L 23/10 1975. электрика вызвано тем, что преобразо- 9 538261, кл.ц 01

/ ю вание сигнала осуществляется в одном 4 . Патент CUlA 9 141А ю ° г слое, первом по ходу ударной волны.

Выполнение второго сло го слоя из неполяр- 60 5. Журнал Проблемы прочности, ного диэлектрика вызвано тем, что 197 9 5 с. 94-95.

Г 1 ° °

632918

Составитель Л.Кочураев

Техред Н,вабурка Корректор Е.Дичинская

Редактор С.Хейфиц

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4 т

Заказ 6544/34 Тираж 1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5