辐射驱动条件下冲击波速度直接测量技术
辐射驱动条件下冲击波速度直接测量技术
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收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ６ ２ １ — ４ １
利 用 Ｄ ｕｅ自由 电 子气 模 型 ， 析 了 不 同 冲击 压 力 下 冲击 波 阵 面 反 射 率 的 变化 。设 计 了专 门 的实 验 ， 探 测 器 ｒｄ 分 将 致 盲 区 与信 号 区错 开 ， 获得 了蓝 宝石 中 冲击 波 阵面 反 射 的信 号 。结 果 表 明 ： 击 波 速 度 为 ３ ｍ／ 时 ， 波 阵 冲 ２ｋ ｓ 其
冲击波作 用下样 品 自由面 速度 剖面或粒 子速 度 剖 面 的主要 技 术 ， 超过 Ｔ ａ的 冲击 波压 力诊 断 技术 还 不成 熟 ， Ｐ 尤 其是针 对透 明材料 中冲击波速 度 的直接测 量技术 还 处 于探索 阶段 。因此 ， 冲击 波 阵面 的直 接 诊断 技 术一 对 直 是高压 物理研 究人 员追 求 的 目标 。 目前 国际上 使用 Ｄ ｕ ｅ 型 来计 算 离化效 应产 生的反 射率 。这里 ｒｄ 模
冲击波测试技术的研究毕业论文
1绪论1.1 课题研究目的1.1.1 课题背景冲击波效应是多种弹箭的主要破坏力之一。
持续时间大于0.25ms压力值大于3.91KPa时就会对人员听觉器官造成损伤[1]。
当冲击波的动压高于70KPa时对于性能最好的C类地面野战通信设备结构和大部分零件破坏, 失去修复价值[2]。
超压大于100KPa 时各类飞机完全破坏, 当超压为50KPa-110KPa时, 能使地雷引爆, 无线电雷达站和各种轻武器受损或破坏[3]。
所以冲击波场超压测试是评价武器系统、工程爆破的有效手段。
爆炸产生的冲击波特性研究包括炸药爆轰过程以及其相应的物理效应、爆炸的特点、能量释放以及冲击波荷载形成的机理。
武器系统在研制、改进、定型、验收等环境都需要进行冲击波超压的测试, 以获得威力评估参数。
冲击波特点为冲击波上升沿陡峭, 信号带宽, 爆炸为瞬间单次过程, 爆炸时伴随高温高压强光强电磁干扰, 测试系统工作环境恶劣, 对测试系统的要求高[4]。
电测法是一种日渐成熟的压力测试方法，随着现代数字存储测试技术的发展，它已广泛用于工农业生产，特别是武器工业。
传统的电测试方法一般采用“压力传感器——放大器——瞬态信号记录仪——计算机”的形式构成测试系统。
这种测试系统存在几个不足之处：第一是信号传输电缆会产生“电缆效应”，有时严重干扰测试信号；第二是各级组成体分离不便于系统的标定和校准；第三是系统的测试设备较多，价格高，体积大，机动性差。
还有受测试环境影响较大，操作麻烦等不足的地方。
鉴于以上不足的地方，现在已经有了使用存储测试技术的微型测试系统。
存储测试系统一般是把传感器、适配放大器、A/D转换器、存储器、控制电路、接口电路以及电源集合在一起的微型化测试系统，它具有微小体积，能耐高的冲击加速度，较高的环境温度及环境压力，不需引线，在被测体工作过程中把信号记录下来，然后回收装置，用计算机读出和处理数据。
体积微小和测量时不受外界的电磁辐射是他们的最突出特点，使得过去不便于测量的场合能够进行直接测量[5]。
冲击弹性波检测技术原理
冲击弹性波检测技术基本原理
（V1.18）
2012-05-01 初稿 2014-08-15 第 14 次修订 2014-09-30 第 15 次修订 2014-10-25 第 16 次修订
四川升拓检测技术有限责任公司 宁波升拓检测技术有限公司
2.4 冲击弹性波的反射特性 ...................................................................................... 25
2.5 弹性波和超声波的比较 ...................................................................................... 29
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3.1 2.3.2 2.4.1 2.4.2 2.5.1 2.5.2 2.5.3 振动和波的概念 ...................................................................................................8 弹性波的分类 ........................................................................................................8 弹性波的基本方程 .............................................................................................11 体波与面波 ..........................................................................................................14 振动与波动的基本要素 .....................................................................................15 打击产生冲击弹性波 .........................................................................................17 损伤以及冲击弹性波的发生（AE） ................................................................18 激振信号强弱对测试的影响 .............................................................................19 弹性波的传播速度 .............................................................................................21 波的衰减 ..............................................................................................................24 在两种媒介垂直入射的情况 .............................................................................26 中间有不同夹层的情况 .....................................................................................28 超声波的基本概念 .............................................................................................29 超声波和冲击弹性波的异同 .............................................................................30 对金属弹性模量的测试 .....................................................................................31
用于冲击波速度测量的自检式光纤传感系统
Ｓｅｆ ｃ ｅ ｋ ｆｂ ｒ ｏ ｔｃ ｓ ｎ ｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｓ ｏ ｋ・ ｖ ｌ－ ｈ ｃ ｅ — ｐ ｉ ｅ ｓ ｒ ｓ ｓｅ ｉ ｈ ｃ ｗａ ｅ ｉ ｖ ｌ ｃｔ ｅ ｅ ｔｏ ｅｏ ｉｙ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ
Ｈｕ Ｙ ａ ｇ，Ｃｈ ｎ Ｙｏ ｇ ａ ｎ ｅ ｎ ｔｏ，Ｊｎ Ｓ ａ ｉ ｈ ｏ． ９
红 外 与 激 光 工 程
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２ １ ０ ２年 ９ 月
Ｓｅ ２ １ ｐ．０ ２
用 于 冲 击波 速 度 测 量 的 自检 式光 纤 传 感 系统
ｓｏ ｋ ｈ ｃ ｗａ ｅ ｅｏ ｉｙ ｎ ＰＥＴＮ ａ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｎ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔ ｒ ｓ ｌｓ ｈ ｗ ａ ｅ ｒ ｎ ｉｒ ｆ ｓ ｏ ｋ ｖ ｖ ｌ ｃｔ ｉ ｗ ｓ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｘ ｅ ｈ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｆｏ ｔｅ ｏ ｈ ｃ ｈ ｈ
（ ｓ ｔｔ ｆＦ ｕｄ Ｐ ｙ ｉｓ Ｃ ｉａ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｐ ｙ ｉｓ Ｍｉｎ ａ ｇ ６ １ ０ ， ｈ ｎ ） Ｉ ｔ ｕｅ ｏ ｌｉ ｈ ｓ ， ｈｎ ａ ｅ ｆＥ ｇｎ ｅｉ ｈ ｓ ， ａ ｙ ｎ ２ ９ ０ Ｃ ｉ ａ ｎ ｉ ｃ ｎ ｃ
ｐ ｓｃ ａ ｄ ｈ ｃ ｗａ ｅ ｈ ｓｃ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔ ｎ ｈ ｓ ｓｅ ，ｔ ｓ ｏ ｋ ｈｙ ｉ ｓ ｎ ｓ ｏ ｋ ｖ ｐ ｙ ｉ ｓ ｘ ｅ ｉ ｎ ．Ｉ ｔ ｅ ｙ ｔｍ ｈｅ ｈ ｃ ｗａ ｅ ｒｉ ａ ｉ ｗ ａ ｍ ｅ ｓ ｒ ｄ ｖ ａ ｒｖ ｌ ｔｍｅ ｓ ａｕ ｅ
检 以及 各通 道信 号传 输 时间的 测量 。对泰安（Ｅ Ｎ 样 品 冲击波速 度进 行 了测量 ， ＰＴ ） 实验 结果表 明 ： 系统 的 冲击响 应信 号前 沿 小 于 ５ ｓ 系统 测 量不确 定 度优 于 ３ ｓ 计 算 结果 与 Ｐ Ｔ ｎ， ， ｎ Ｅ Ｎ标 准爆 速 对 比 的误 差
辐射驱动冲击波速度被动式测量
辐射驱动冲击波速度被动式测量王哲斌;杨冬;章欢;李志超;张继彦;蒋小华;李三伟;张惠鸽;况龙钰;王传珂;刘永刚;于瑞珍;彭晓世【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2013(025)002【摘要】The passive diagnostic for radiation driven shock velocity is of critical importance in the research of radiation driven fusion and extreme high-pressure equation of state. Such diagnostic has been set up on SG-Ⅱ and the laser prototype facility. The control technique of signal-to-noise of shock breakout images has been developed based on the theoretical analysis and experimental study which shows that the stray light such as stimulated scattering light is 4 order stronger than the shock light. The pre-cise temporal-resolved technique has also been developed based on the successful application of the faster sweep rate of the streak camera with aids of high-quality light triggering instead of traditional electronic triggering. The developed passive diagnostic has been validated successfully by an experiment whose results show the shock image is clear and the deduced shock velocity is consistent with the calculated one.%在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置上采用了辐射驱动冲击波速度被动式测量技术,对冲击波发光图像信噪比进行了理论分析和实验研究,结果表明:靶室内杂散光比冲击波信号至少强4个量级以上,是影响信噪比的关键因素.据此提出了信噪比控制技术,通过电磁屏蔽优化,采用了基于光触发的快时间分辨测量技术,提高了冲击波速度测量精度.基于冲击波测量辐射温度,对辐射驱动冲击波速度被动式测量技术进行了考核.实验测量的冲击波发光图像清晰,数据信噪比及冲击波速度和物理预期一致,验证了技术的可靠性.【总页数】6页(P375-380)【作者】王哲斌;杨冬;章欢;李志超;张继彦;蒋小华;李三伟;张惠鸽;况龙钰;王传珂;刘永刚;于瑞珍;彭晓世【作者单位】中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】O536;O532.13;O521.3【相关文献】1.被动式冲击波速度数据处理技术 [J], 章欢;王哲斌;杨冬;张琛;李三伟;蒋小华;朱托;刘永刚2.辐射驱动实验中预热对冲击波速度诊断的影响 [J], 王峰;彭晓世;张琛;王哲斌;徐涛;刘慎业3.辐射驱动条件下冲击波速度直接测量技术 [J], 王峰;彭晓世;刘慎业;蒋小华;丁永坤4.压电式传感器在辐射冲击波测量中的应用 [J], 林鹏;王肖钧;彭常贤5.金属的冲击波温度测量(Ⅲ)——“基板/样品”界面间隙对辐射法测量冲击波温度的影响 [J], 谭华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
被动式冲击波速度数据处理技术
态 方程 在许 多物理 领域 ， 如惯性 约束 聚 变 、 天 体 物理 、 高能量 密度物 理 、 材料 科学 中具有重 要 的
应用价值 Ｊ 。冲击波速 度不仅是 描述 冲击 波 传输特性 的主要物理量 ， 也是反映物质 冲击压
缩 特性 的重 要 参 量 。 因 此 辐 射 驱 动 冲击 波 速度诊 断 已经成 为辐 射驱 动 聚变 以及 物质 状态 方 程研究 的重 要 诊 断 技 术 。 对 于 物 质 Ｅ Ｏ Ｓ研 究， 由于极强 的应用 基 础性 ， 在 一些 领域 甚 至要
ｎ ｓ的极 短 时 间尺 度 内使 物 质 压 强 达 到 １ Ｏ Ｐ ａ
以上 的 冲击 压缩 状 态 ； 这 种 高 压 区域 的物 质 状
经过多年研究 ， 在神光 Ｉ Ｉ 及神光 Ⅲ原型装
置上 建立 了辐 射 驱 动 冲击 波 速度 被动式 诊断技 术 ｊ 。在 激光 聚 变 研究 精 密化 的 牵 引下 ， 重 点 开展 了诊 断技 术 精密 化工 作 。 国内现有 的冲 击波 数据 处 理方 法建 立在 理 想条 纹相 机性 能基 础上 ： 整 个 时 空 区 域 由 单 一 扫 速 及 非 线 性 表
征 Ｊ 。由于实 际光 学条纹相 机存在空 间畸变
和时 间非 线 性 ， 高精 度 诊 断 必 须尽 量 减 小它 们 的影 响 ， 为此 ， 我 们 对条 纹 相机性 能进 行 了全 区 域精 密标 定 ， 每 个 扫速 档 记 录 区域 标 定 数据 超 过３ ０ ０ ０ ０个 。同时 在 冲击 波 物理 实 验 中 ， 每轮
波速测试地面敲击法
波速测试地面敲击法嘿，你知道波速测试地面敲击法吗？这可是个很有意思的技术手段呢！波速测试地面敲击法呀，简单来说，就是通过在地面上敲击产生震动波，然后测量这些波的传播速度来获取一些重要信息。
这就好比我们扔一块石头到水里，看着水波扩散开来，我们就能大概知道水的情况。
比如说在地质勘察领域，它可太有用啦！想象一下，我们要了解地下的土层结构或者岩石的性质，总不能直接挖开看吧，那多费劲啊！这时候波速测试地面敲击法就派上用场了。
我们在地面上敲一敲，然后通过专业的仪器和分析，就能知道地下的大致情况。
就像医生用听诊器听我们身体里的声音来判断健康状况一样。
我记得有一次啊，我们在一个建筑工地上进行波速测试。
大家都很认真地布置仪器，准备好进行敲击。
当第一下敲击下去的时候，那种感觉真的很奇妙，就好像是在和大地对话一样。
然后看着仪器上显示的数据，我们都兴奋极了，因为这些数据能告诉我们很多关于这块土地的秘密。
而且哦，这个方法还能用于检测地基的稳定性呢！如果波速在某个区域出现异常，那可能就意味着这里的地基存在问题呀，这不是能及时给我们敲响警钟嘛！它的操作其实也不难理解。
首先得选择合适的敲击点和接收点，这就像是射箭要瞄准靶子一样重要。
然后进行敲击，产生震动波，再通过仪器接收和分析这些波。
这里面可讲究着呢，敲击的力度、频率都可能会影响到结果哦。
你想想看，如果不认真对待这个过程，那得到的结果可能就不准确，那不就像在大海里没有指南针一样迷茫嘛！所以啊，每一个环节都要格外小心和仔细。
总之啊，波速测试地面敲击法真的是一个很神奇又很实用的技术手段。
它就像是我们探索地下世界的一把钥匙，能打开很多未知的大门。
你现在是不是对它更感兴趣了呢？哈哈！。
pdv多点测速技术研究及其在冲击波物理中的应用
pdv多点测速技术研究及其在冲击波物理中
的应用
PDV（Photon Doppler Velocimetry，光子多普勒测速）技术是一
种利用激光和光纤传感器测量物体表面速度的非接触式测速技术。
PDV
可以对物体表面进行高精度的速度和加速度测量，并且能够实现点对
点监测，无需粘贴或安装任何传感器。
在冲击波物理中，PDV技术可以帮助研究冲击波的形成、传播和相互作用。
常用的PDV实验方法是利用激光器发射激光束，经过光学元
件并被物体表面反射回来，再经过光电倍增管（photomultiplier tube，PMT）检测后产生电压信号。
由于物体表面的速度会引起反射激
光波的多普勒移位，因此可以计算出物体表面的速度。
PDV技术在冲击波物理中的应用非常广泛，可以用于研究高速撞击、爆炸等事件。
例如，PDV可以测量弹丸和靶材之间的相对速度，了解撞击时的动态响应情况；还可以研究爆炸波的传播速度和形态等。
此外，PDV还可以结合其他测试技术，如高速相机和压力传感器等，共同研究冲击波物理的一些问题。
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辐射驱动条件下冲击波速度直接测量技术
王峰;彭晓世;刘慎业;蒋小华;丁永坤
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2011(023)005
【摘要】针对超高压下透明材料的高压离化机理,分析了透明材料中冲击波直接诊断技术的基本方法.利用Drude自由电子气模型,分析了不同冲击压力下冲击波阵面反射率的变化.设计了专门的实验,将探测器致盲区与信号区错开,获得了蓝宝石中冲击波阵面反射的信号.结果表明:冲击波速度为32 km/s时,其波阵面的反射率约为35%,致盲效应出现时间与激光脉冲峰值到达时刻相同,持续时间也与激光脉宽相同.分析了致盲应产生的原因,并提出了解决办法.给出了加蓝宝石窗口后的测速公式,经过和实验对比,确认了测速公式的正确性.%According to the ionization mechanism of transparent material under super high pressure, the direct diagnosis method of shock wave has been analyzed. With the Drude free electron model, the reflectivity difference of shock wave front under different pressures was analyzed. The blank effect in the detector was studied, which is caused by the X-ray ionization of transparent material, after analyzing the reflectivity data in space-time scale. The experiment shows that the beginning point and duration of blank effect are consistent with the start point and duration of laser pulse, respectively. And the reflectivity of shock wave front is about 35％ when the shock velocity is 32 km/s. The reason and solution for blank effect was presented. The formula
to calculate the shock wave velocity in transparent material was also deduced and verified.
【总页数】5页(P1272-1276)
【作者】王峰;彭晓世;刘慎业;蒋小华;丁永坤
【作者单位】中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵
阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TN247
【相关文献】
1.激光驱动冲击波实验用铝台阶加工与测量技术 [J], 童维超;袁光辉;谢军;李国;黄燕华;杜凯
2.透明材料中冲击波速度直接测量技术 [J], 王峰;彭晓世;刘慎业;李永升;蒋小华;丁永坤
3.辐射驱动实验中预热对冲击波速度诊断的影响 [J], 王峰;彭晓世;张琛;王哲斌;徐涛;刘慎业
4.辐射驱动冲击波速度被动式测量 [J], 王哲斌;杨冬;章欢;李志超;张继彦;蒋小华;李三伟;张惠鸽;况龙钰;王传珂;刘永刚;于瑞珍;彭晓世
5.直接式电流速度测量技术研究与实现 [J], 李文强;杨录
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