一种激光探头与铜管一体化安装定位装置及圆筒试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于火炸药试验装置技术领域，具体涉及一种激光探头与铜管一体化安装定位装置及圆筒试验装置，包括定位套和至少一个探头支架；所述定位套主体为盘状结构，盘状主体结构上设有定位孔，该定位孔的内径与铜管外径适配；所述探头支架包括主体杆，所述主体杆由低声速材料制成，所述主体杆的轴向尺寸大于定位套的轴向尺寸，所述主体杆轴向尺寸与铜管轴向尺寸的比值为0.3

【技术实现步骤摘要】
一种激光探头与铜管一体化安装定位装置及圆筒试验装置


[0001]本专利技术属于火炸药试验装置
，具体涉及一种圆筒试验用激光探头与铜管一体化安装定位装置及圆筒试验装置。

技术介绍

[0002]圆筒试验是表征高能炸药作功能力的重要试验，主要是将炸药装填在一个标准尺寸(Φ25mm、Φ50mm、Φ100mm)的铜管内，从一端起爆，然后测量铜管特定位置的膨胀速度。随着激光干涉测速技术的发展，在高速测速领域研制了VISAR、DISAR、PDV等测试装置，并开始采用该技术测量铜管的膨胀速度。
[0003]相比于传统转镜式扫描相机先获得铜管膨胀位移，然而再对位移曲线拟合、求导进而获得膨胀速度的方法，激光干涉测速法能够更真实地获得铜管速度的波动效应及提升过程。
[0004]然而，激光干涉测速对探头的安装具有较高的要求：
[0005]首先，激光探头要与铜管保持近距离接触，一般在10
‑
15厘米范围；
[0006]其次，探头发出的激光要确保与铜管表面法线重合，从而才能准确地获得铜管的膨胀速度。
[0007]南宇翔等在《一种CL
‑
20基压装混合炸药JWL状态方程参数研究》(含能材料，2015年，第23卷第6期，516
‑
521页)中报道了一种圆筒试验用激光探头与铜管安装装置，该装置的核心是所有的调节均依靠提前加工好的金属底盘，通过底盘上安装卡槽的设置实现光路的控制。然而，该装置仅适用于小尺寸的Φ25mm圆筒试验，对于大尺寸的Φ50mm和Φ100mm圆筒试验难以适用，主要原因包括：(1)该装置难以可靠固定大尺寸铜管试样；Φ25mm铜管试样的重量约750g、长度为300mm，而Φ50mm铜管试样的重量约6kg、长度为500mm，Φ100mm铜管试样的重量约50kg，长度为1000mm，此时，若仍采用金属底盘上安装卡槽的方式固定其端部，则难以保证其稳定，也不便对其姿态进行微调；(2)采用该装置时只能竖直放置铜管，由于大尺寸铜管重心高，因此容易倾倒，引发安全问题；(3)大尺寸圆筒试验尾部金属底盘尺寸及重量较大，爆炸过程中会阻碍炸药气体产物向端部飞散，从而改变炸药气体产物的能量分布，使其向其余方向集中，影响试验结果。
[0008]此外，还有一种方法是将铜管与激光探头采用分体方式进行安装，该方法在实际操作中有以下缺点：(1)由于铜管与探头分体安装，因此，安装、调节效率低，耗费时间长；(2)试验人员需要较长时间与炸药接触，危险性较大。
[0009]综上可见，现有相关装置不能适用所有铜管规格的实验，并且使用不便。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种激光探头与铜管一体化安装定位装置，用于安装定位圆筒试验中的激光探头和铜管。
[0011]为此，本专利技术所提供的装置包括：定位套和至少一个探头支架；
[0012]所述定位套主体为盘状结构，盘状主体结构上设有定位孔，该定位孔的内径与铜管外径适配；
[0013]所述探头支架包括主体杆，所述主体杆由低声速材料制成，所述主体杆的轴向尺寸大于定位套的轴向尺寸，所述主体杆轴向尺寸与铜管轴向尺寸的比值为0.3
‑
0.4；
[0014]所述主体杆的一端安装于定位套上，另一端沿定位孔轴向延伸，且主体杆与定位孔存有径向距离；所述主体杆的另一端设有激光探头安装孔；
[0015]多个探头支架时，多个探头支架的主体杆沿定位孔的周向分布。
[0016]进一步的方案中，所述探头支架通过连接杆安装于定位套筒上，所述连接杆的材质为铝材。
[0017]优选的，所述激光探头安装孔的轴向与定位孔的轴向垂直。
[0018]可选的包括两个探头支架。优选的，两个探头支架主体杆之间的夹角为45
°‑
135
°
。
[0019]可选的，所述主体杆的另一端设有多个激光探头安装孔。可选的，所述多个激光探头安装孔沿定位孔的轴向分布。进一步可选的，所述相邻激光探头安装孔的间距为13
‑
17mm。
[0020]可选的，所述低声速材料选自胶木或有机玻璃。
[0021]本专利技术还提供了一种圆筒试验装置。所提供的装置包括铜管，该铜管内装有炸药，还包括上述的激光探头与铜管一体化安装定位装置，所述铜管一端部安装于定位孔中，且铜管与定位孔共轴；所述主体杆与铜管外壁之间的径向距离为10
‑
18mm。
[0022]本专利技术采用盘状结构定位套，且探头支架沿定位套轴向安装在定位套上，使得开展圆筒试验时可以将试样水平放置，因此提升了装置的适用性，可以应用于各种尺寸的标准(内径Φ25mm、Φ50mm、Φ100mm)圆筒试验。
[0023]优选方案中，通过连接杆将定位套与探头支架进行连接固定，有效减小了定位套尺寸，且方便加工。
附图说明
[0024]图1为本专利技术装置的结构示意图，下图为上图的A
‑
A剖视图。
[0025]图2为本专利技术装置中探头支架的结构示意图。
[0026]图3为本专利技术装置中所用连接杆的结构示意图。
[0027]图4为本专利技术装置中所用定位套的结构示意图，下图为上图的B
‑
B剖视图。
[0028]图5为采用本专利技术装置进行Φ50mm圆筒试验时的现场布置图。
[0029]图6为采用本专利技术示例装置开展Φ50mm圆筒试验获取的铜管膨胀速度曲线与采用传统相机扫描方法获取的速度曲线对比。
具体实施方式
[0030]除非有特殊说明，本文中的科学与技术术语根据相关领域普通技术人员的认识理解。
[0031]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明，需要说明的是本申请不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上进行的同等变换均在本申请的保护范围内。
[0032]如图1
‑
图5所示，本专利技术的激光探头与铜管一体化安装定位装置包括定位套5和至少一个探头支架2，图示为两个探头支架；
[0033]其中定位套5主体为盘状结构，如圆盘状结构，盘状主体结构上设有定位孔5
‑
1，该定位孔用于安装试验用铜管，因此，定位孔内径与铜管外径适配；
[0034]探头支架2包括主体杆，主体杆用于安装激光探头，主体杆的轴向尺寸大于定位套的轴向尺寸，所述主体杆轴向尺寸与铜管轴向尺寸的比值为0.3
‑
0.4；所述主体杆的一端安装于定位套上，另一端沿定位孔轴向延伸，且主体杆与定位孔存有径向距离，测试时若激光探头与铜管之间的径向距离过小，则铜管膨胀不充分；若距离过大，激光在传递过程中受到的干涉较大，导致测试结果精度会急剧下降，因此主体杆与定位孔之间的径向距离需确保定位孔中安装有铜管时，主体杆与铜管外表面的距离为10
‑
18mm；所述主体杆的另一端设有激光探头安装孔；且主体杆由低声速材料制成，采用低声速材料的目的是当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光探头与铜管一体化安装定位装置，用于安装定位圆筒试验中的激光探头和铜管，其特征在于，包括：定位套(5)和至少一个探头支架(2)；所述定位套主体为盘状结构，盘状主体结构上设有定位孔，该定位孔的内径与铜管外径适配；所述探头支架包括主体杆，所述主体杆由低声速材料制成，所述主体杆的轴向尺寸大于定位套的轴向尺寸，所述主体杆轴向尺寸与铜管轴向尺寸的比值为0.3
‑
0.4；所述主体杆的一端安装于定位套上，另一端沿定位孔轴向延伸，且主体杆与定位孔存有径向距离；所述主体杆的另一端设有激光探头安装孔；多个探头支架时，多个探头支架的主体杆沿定位孔的周向分布。2.根据权利要求1所述的激光探头与铜管一体化安装定位装置，其特征在于，所述探头支架通过连接杆安装于定位套筒上，所述连接杆的材质为铝材。3.根据权利要求1所述的激光探头与铜管一体化安装定位装置，其特征在于，所述激光探头安装孔的轴向与定位孔的轴向垂直。4.根据权利要求1所述的激光探头与铜管一体化安装定位装置，其特征在于，包括两个探头支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广华，沈飞，王辉，李凌峰，胡雪垚，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：