Способ определения скорости распространения ударной волны

ЕТСКИХ ически союзСОЦИАЛ 1809(19) А РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИЕ ИЗОБР ОПИСАН АВТОРСКОМУ И ЕЛЬСТ(71) Всесоюзный наинститут техническо(56) Вихров, Конрамикропроцессоромского измерения подля научных исследоХейзинквельд инаучных исследован 14но-исследователфизики д и Холт. Управляемый прибор для динамичеожения ФУВ. Приборы ваний", В 5,1980,с.85.Хольцер. Приборы для ий, % 9, 1964, с. 3. ЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ УДАРНОЙ ВОЛНЫ сится к технике измеарных волн. Целью повышение точности ти распространения ширения области исЗондирующее излуа 1 непрерывного водится в волоконный(54) СПОСОБ ОПРЕД ГАСПРОСТРАНЕНИЯ (57) Изобретение атно рения параметров уд изобретения является определения скорос ударной волны и рас пользования способа. чение от источник светового излучения в Изобретение относится к технике измерения параметров ударных волн и может быть использовано в измерительных системах, предназначенных для этой чели,Целью предложенного технического решения является повышение точности при расширении области использования способа определения скорости распространения ударной волны.На фиг.1 представлено устройство для реализации способа определения скорости распространения ударной волны. 5 6 01 Н 9/00, О 01 И 29/06 однокодовый светодиод 2 воло; онно-оптического кабеля 3, противоположный конец которого представляет собой чувствительный элемент 4 и уложен в исследуемом веществе 5 нерегулируемым образом, так что отраженное от фронта ударной волны, воздействующей на вещество 5 и чувствительный элемент 6, световое излучение поступает на фоторегистратор 6 в виде квазиимпульсного светового излучения и.является информационным сигналом, Таким образом, стабилизированный источник 1, чувствительный элемент 6 в виде волоконно-оптического(вместо коаксиального электрического) кабеля и квазиимпульсная модуляция отраженного излучения позволя- ф ют повысить точность", за счет исключения влияния электрических свойств чувствительного элемента на параметры излучения и расширить область использования за счет обеспечения работоспособности в условиях Я ,помеховой обстановки, создаваемой электромагнитными полями. 3 ил.00. Устроиство содержит источник 1 непрерывного светового излучения, не меняющегося со временем по интенсивности, одномодовые световоды 2 волоконно-оптического кабеля 3, волоконный разветвитель У, чувствительный волоконно-оптический элемент-кабель 4, помещенный в исследуемом веществе 5, фоторегистратор 6. На фиг.2 представлен чувствительный волоконно-оптический элемент-кабель. Для четырех положений фронта ударной. волны показано направление распространения отраженного от ФУВ светового излучения. На фиг. За,б изображены графики интенсивности светового излучения 1 на входе в устройство и коазиимпульсное излучение 1 отр, на входе в фоторегистратор в зависимости от времени соответственно.Предлагаемый способ определения скорости распространения УВ реализуется следующим образом.Непрерывное световое излучение источника 1, например, лазера (фиг,1), не меняющееся со временем по интенсивности, вводится в волоконный одномодовый световод 2 оптического кабеля 3, на противоположном конце которого выполнен чувствительный волоконно-оптический элемент-кабель 4, расположенный в исследуемом веществе 5. При выходе волны нэ исследуемое вещество 5, в чувствительном волоконно-оптическом элементе-кабеле 4 происходит отражение света от фронта ударной волны, которое, в зависимости от расположения волоконного световода чувствительного элемента-кабеля 3 по отношению к ФУВ, направляется через волоконный разветвитель У нэ фоторегистратор б в аиде квазиимпульсного светового излучения. Модулирование непрерывного светового излучения, не меняющегося во времени по интенсивности, в квазиимпульсное осуществляется в чувствительном волоконно-оптическом элементе-кабеле (фиг.2), который представляет из себя нерегулярную укладку одномодового волоконного световодэ в исследуемом веществе. При распространении УВ по световоду чувствительного элемента-кабеля, когда световод расположен под углом к фронту ударной волны (позиции 2 и 4), световое излучение, согласно закону отражения, отражается под углом, превышающим максимально возможный угол О для обеспечения условия распространения света в одномодовом световоде, поэтому отраженное от ФУВ световое излучение выходит из волоконного световода, При расположении волоконного одномодового световода перпендикулярно фронту ударной волны (позиции 1 и 3) отраженное световое излучение распространяется по световоду и попадает на фоторегистратор 6. Располагая таким образом волоконный световод в исследуемом веществе, во время прохождения УВ вдоль чувствительного волоконно-оптического элемента-кабеля из непрерывного светового излучения, не меняющегося со временем по интенсивности (фиг. За), после отражения от ФУВ в чувствительном элементе-кабеле модулируется квазиимпульсное световое излучение (фиг. Зб). Зная вид укладки волоконного световода в исследуе мом веществе и расстояния между позициями 1 и 3, после регистрации отраженных световых импульсов можно определить скорость ударной волны по формуле,11 1+1 где 1 ь 1+1 - расстояние между позициями 1 и (1+1)- Ь , 1+ 1 - интервал времени между 1-ым и (1+1)-ым импульсами.Так как волоконный световод можно изогнуть без его повреждения с минимально возможным радиусом изгиба Яиз = 10 а, где а - диаметр волокна, то погрешность измерения скорости ударной волны будет равна; 10 15 20 д 0=10 э з 1 п О ударной волны излучения в виде информационного сигнала, по временным параметрам которого определяют скорость ударной волны, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности и расширения области использования, в качестве зондирующего используют направленное световое излучение, неизменное во времени по интенсивно 55 сти, в качестве чувствительного элемента Таким образом, погрешность измерения скорости распространения УВ зависит только от конструкции чувствительного эле мента-кабеля, это позволяет довести ее довеличины 1% от Д. При этом световод, в силу малых поперечных размеров (диаметр сердцевины - 5 мкм, диаметр отражающей оболочки 50 - 100 мкм), практически не вне сет возмущений в структуру ударной волны,так как его влияние на УВ меньше порядка погрешности д О измеряемой величины,Использование предлагаемого способаопределения скорости распространения 35 ударной волны обеспечивает по сравнениюс существующими способами следующие преимущества: позволяет проводить измерение скорости УВ при наличии в зоне распространения УВ электромагнитных полей; увеличивает точность определения скорости УВ, которая зависит от точности выполнения чувствительного элемента-кабеля и может быть доведена до величины 1 о .Формула изобретения Способ определения скорости распространения ударной волны, заключающийся в генерации зондирующего излучения, распространении его в чувствительном элементе, подвергающемся воздействию ударной волны, регистрации отраженного от фронта1809325еФИГ.1 2 Составитель А.Лебедевехред М.Моргентал Корректор М,Кере дактор аказ 1280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 используют волоконно-оптический кабель, обеспечивают квазиимпульсную модуляцию интенсивности отраженного от фронта ударной волны излучения путем нерегулярной укладки кабеля в зоне детектирования.