射流速度测试装置简介

金属射流速度测试方法简介由于金属射流高温、高压、高速的特性，对其速度测量不能用普通的方法进行，本文简单介绍两种常用的测金属射流速度的方法：1高速X射线摄影法1.1高速x射线摄影的基原理与应用x射线是以阴极射线(电子)轰击物质，导致电磁辐射，称为X辐射。X射线摄影通常的波长范围为0.001nm~10nm。高速x射线摄影是x射线波束通过运动物体获取现象摄影记录的一种测量技术，是高速摄影技术的一个分支。x射线摄影的基本特征是：当x射线波束投射物体时，高能量、短波长的射线使其在某种程度上穿透普通物体。通过物体的x射线量取决于辐射的能量和物体的密度与厚度，低能辐射比高能辐射容易被吸收，密度大或厚的物体更易吸收。对发射的x射线光束进行强度调制，使胶片上显示出不同的摄影密度，因此x射线摄影是一种阴影摄影。但它具有更多的信息，不仅显示物体的轮廓，而且显露了物体内部的细节。这就提供了记录直观视觉不可见的现象，并可观察物体内部的复杂结构。当采用x射线短脉冲曝光时，能细察快速瞬变现象，研究瞬间即逝的高速运动情况，这种技术称为高速X射线摄影或叫闪光X射线摄影。闪光X辐射摄影，其物体运动速度通常应在102m／s-104m／s之间，若X射线脉冲宽度处一在10-8s-10-7s(曝光时间)范围内，底片上的运动模糊度可忽略。照相底片上的光学密度是由X射线强度和曝光时间来确定，要得到正常的底片黑度，缩短曝光时间，就必须增加X射线强度。高速X射线摄影技术用于金属射流测量的方法有两种：一是闪光X射线摄影法。这种方法的特点，是利用脉冲X射线源产生持续时间极短(几十纳秒)的闪光X射线，消除物体运动的模糊度，且不需要快门控制，对X射线敏感的底片进行记录。二是连续X射线法。该方法为英国Hadland公司所特有，其X射线管具热丝阴极，并工作于连续状态，后端必须用高速摄影机进行分幅。由于这种X射线管阳极电流小，要达到足够的记录灵敏度，采用X射线象增强器作为射线到可见光的转换器件，用变象管相机记录。并要求X射线象增强器具有极短的余辉时间(≤0.5μs)．连续X射线法的主要问题是测量范围小(仅300mm)，射线源利用率低(1%)，且大玻璃壳的x射线象增强器难以防护炮口冲击渡的影响。连续X射线法的优点是可将多幅图象收集于变象管的荧光屏上，以利于摄象记录和实时图象处理。1.2闪光X射线高速摄影系统闪光X射线高速摄影系统由高压脉冲发生器、闪光X射线管、X射线到可见光的转换屏、变象管和图象记录系统、电控系统等部份组成。2电探针法2.1射流速度试验装置介绍射流速度试验原理图见图1，RC微分电路见图2，射流试验装置见图3所示。图2中，R1、R2、R3、R4为充电电阻，C1、C2、C3、C4为充电电容，R9为负载电阻。图1射流速度测试原理图图2RC微分电路图3射流试验装置示意图1-电雷管，2-射流源，3-炸高管，4、6、8、9-击穿式电探针，5-防护钢板，7-45#钢盖板、10-支架，11-钢鉴定块当RC电路与直流电源接通时，电源对电容进行充电，当电路达到稳定后，电容相当于开路，电路中的电流为零，电源电压全部降落在电容C上。雷管起爆后，击穿式电探针接通，电容对电阻放电，从电阻R9上取信号，用TDS520型数字荧光示波器记录了射流通过不同厚度钢板时的运行时间。