[发明专利]一种适用于准静态压力测量的快速响应冲击波滤波器

说明书

本发明公开了一种适用于准静态压力测量的快速响应冲击波滤波器，包括基体(1)、进气孔(2)、空腔室(3)、缓冲垫圈(4)、压力传感器(5)。基体(1)为台阶状、内有台阶盲孔的柱体，小台阶段内部为空腔室(3)，端面开有进气孔(2)，台阶盲孔大直径段设有内螺纹，用于安装压力传感器(5)。内爆炸高压气体由进气孔(2)进入空腔室(3)并汇聚，继而作用于压力传感器(5)得到准静态压力。本发明的优点是在实现冲击波高频分量滤波的同时缩短压力传递时间，得到更接近准静态压力真实上升时间的测量值，并通过对气流导流汇聚保护传感器不受高压气体直接冲击。

本发明属于毁伤评估技术领域，具体涉及一种冲击波滤波器，特别是一种适用于准静态压力测量的快速响应冲击波滤波器。

背景技术

炸药装药在密闭环境爆炸时，产生的压力效应分为两种：冲击波效应和准静态压力效应。冲击波效应是前驱波阵面压力急剧上升和衰减的过程，形成陡峭的冲击波超压峰值上升前沿，紧接着呈指数衰减，波形近似于三角波。准静态压力效应则是由于爆炸产生的高温高压及大量气体产物向外扩张膨胀受到密闭空间约束形成的，空间内压力相对缓慢的上升并稳定到某一较低压力的过程。想要同时获取冲击波压力和准静态压力的变化过程，需要一种对高频、低频和零频都有较好响应的压力传感器，且要求在高量程和低量程范围内测量误差都很小，目前还不具有如此性能的压力传感器。有研究人员采用冲击波压力传感器获取压力时间曲线，读取冲击波后的压力平台作为准静态压力值，但是由于这类传感器时间常数小，冲击波后的准稳态压力曲线不能保持，很快就产生衰减，给测量带来大的误差，并且准稳态压力一般比较小，在满足高量程冲击波峰值的情况下，测量仅为超压峰值三十分之一甚至更小的准静态压力，将产生比较大的测量误差。

专利“ZL201210286595.2爆炸场冲击波超压滤波器”采用了一种加装了具有螺旋状传压管道的冲击波滤波器的压力传感器进行准静态压力的测量，传压管是位于螺旋杆外径上螺旋上升的凹槽，螺旋角为30°，凹槽宽度为2mm，深度为0.4mm，如图1所示。这种结构能够滤掉冲击波压力的高频分量，使低频和零频的冲击波压力传输到压力传感器的敏感面，实现在密闭环境下测量爆炸准静态压力峰值的功能。但是这种滤波器结构的传压管道孔径过小、长度很大，密闭空间内压力和传感器敏感面的压力平衡建立所需时间长，测量得到的准静态压力曲线上升缓慢(约100ms)，不能真实反映内爆炸准静态压力的上升时间。因此，用于准静态压力测量的冲击波滤波器不仅要求能滤掉高频冲击波，还要尽可能的缩短准静态压力测量组件的响应时间，使其能反应准静态压力真实上升时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种适用于准静态压力测量的快速响应冲击波滤波器，既能够滤掉高频的冲击波，使低频和零频的准静态压力传输到压力传感器的敏感面，又能降低滤波器内外压力平衡建立所需时间，提高准静态压力测试响应时间，实现在密闭环境下准静态压力峰值和上升前沿准确测量的功能。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种适用于准静态压力测量的快速响应冲击波滤波器，包括基体、进气孔、空腔室、缓冲垫圈和压力传感器。其中：

所述的基体为台阶状柱体，内部开有台阶盲孔，小台阶段外部设有用于固定安装的外螺纹，台阶盲孔底部与小台阶段端部打磨为同心半球壳体，球壳厚度6mm，大台阶段外部为六方体，台阶盲孔大直径段设有内螺纹，用于固定压力传感器，螺纹尺寸根据压力传感器配做；

所述进气孔位于基体小台阶段端面上，与空腔室连通，进气孔孔径1mm，长度均为6mm，进气孔共8个，以端面顶点为中心、呈“十”字形正交均匀分布，进气孔轴线延伸相交于半球壳体的球心，气体进入后在此汇聚，避免对压力传感器的直接冲击，由于球面壳体圆心角为80°，为使外部高压气体均匀快速进入空腔室，同正交线剖面的相临进气孔轴线夹角为20°均布；

所述的空腔室为基体小台阶段内部的台阶盲孔，内径8mm，长19mm，其中直筒段长15mm，靠近小台阶段端部处为半球体，半径4mm；