[发明专利]计算直接起爆引起爆轰有效点火能量的方法

说明书

技术领域

本发明属于爆轰实验技术领域，具体涉及一种计算高电压点火有效能量的方法。

背景技术

高电压点火作为起爆源在研究爆轰的实验中被广泛应用，由于其在瞬间产生强爆炸波，可被视为理想的瞬间点爆炸源，因而可作为直接起爆引起爆轰的一种起爆源。如何计算作用于直接引起爆轰的高电压点火有效能量，对于研究直接起爆的临界能量至关重要，但到目前为止还没有很好地解决。

发明内容

本发明的目的是：提供一种计算直接起爆引起爆轰有效点火能量的方法，为开展直接起爆引起爆轰的点火能量提供必要的依据。

本发明的技术方案是：一种计算直接起爆引起爆轰有效点火能量的方法，它使用一种用于计算直接起爆引起爆轰有效点火能量的装置，所述装置包括：高压电源，电容，间隙开关，触发开关，电流转化器，点火棒和示波器；

其连接关系为：所述高压电源的正极通过一个由所述触发开关控制的所述间隙开关与所述点火棒的一端连接，所述高压电源的负极与所述点火棒的另一端连接，所述电容与所述高压电源并联，在所述间隙开关与所述点火棒之间串联一个所述电流转化器，所述电流转化器的输出端连接所述示波器；

该计算直接起爆引起爆轰有效点火能量的方法，它包括以下步骤：

第一步：接通高压电源，利用所述触发开关连通所述间隙开关，使所述点火棒顶端产生高电压电火花，所述示波器接收从所述电流转化器中输出的电压信号；

第二步：对所述示波器中的电压信号还原为电流信号，得到一个放电曲线；

第三步：以下式计算放电电流：

i(t)＝Ae^-α·tsin(ω_dt)(1)

其中，衰减系数α=(ωn2-ωd2)---(2)]]>

ω_n是放电电流的自然频率，ω_d是衰减频率；衰减频率ω_d等于：

ωd=2π/T=ωn1-ζ2---(3)]]>

其中T是放电电流周期，由所述示波器测得；C为电路中总电容；ζ是阻尼系数，通过Matlab的迭代程序首先找出放电曲线中每个震荡周期的顶点，再通过计算每个顶点间隔的时间差得出电流曲线中衰减参数，计算得出阻尼系数ζ；

第四步：通过公式(2)得出α，电路中总电感大小L等于

L＝1/ω_n²C(4)

利用R_total＝2Lα(5)，计算得出电路中总电阻R_total；

第五步：使用金属线连接所述点火棒的顶部的正极和负极，在相同的高压电源电压和电容下，对电路再次进行触发，得到另一个电流的放电曲线，同样利用公式(2)～(5)计算出当点火棒短路时电路中总电阻，记为R′_total；