Файл: Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

включения тока до выхода форса огня из головки электровоспламе­

нителя,

а у

электродетонаторов — время от момента

включения

тока до

его

взрыва.

 

 

Из ранее изложенного следует, что для ЭД мгновенного действия

время срабатывания определяется

выражением

 

 

 

X = ta+Q,

с.

(1.19)

Так как время воспламенения является функцией тока (1.16),. время срабатывания зависит от величины воспламеняющего тока. Поэтому, называя время срабатывания, надо указывать ток, при: котором оно определялось.

Для ЭД короткозамедлеиного и замедленного действия время срабатывания складывается из времени воспламенения, времени передачи воспламенительного состава и времени горения зажига­

тельного

и замедляющего составов

63 ,

т. е.

 

 

т' = *в + е +

83>

с.

(1.20).

Время

горения зажигательного

и

замедляющего

составов от

величины

воспламеняющего тока не

зависит.

 

Существующая ныне конструкция и технология изготовления ЭД обусловливают некоторую неоднородность физической структуры воспламенительного состава и неодинаковые размеры головки элек­ тровоспламенителя и находящегося в ней мостика. Вследствие этого ЭД, входящие в состав даже одной и той же партии, имеют неодина­

ковые значения параметра, т. е.

параметры ЭД

имеют

в е р о я т ­

н о с т н ы й характер. Поэтому

практическое

значение

имеют не­

столько параметры о т д е л ь н ы х ЭД, сколько

параметры, отне­

сенные к данной п а р т и и ЭД или к выборке из

партии. При этом

под параметрами партии (выборки) ЭД понимают: под безопасным током — максимальное значение (верхний предел) постоянного тока,, который, протекая без ограничения времени, не может воспламенить, ни один ЭД данной партии (выборки); под воспламеняющим длитель­ ным током — минимальное значение (нижний предел) постоянного тока, который, протекая без ограничения времени через одиночиыеЭД, воспламеняет все ЭД данной партии (выборки); под воспламе­ няющим стомиллисекундньтм током — минимальное значение (ниж­ ний предел) постоянного тока, который, протекая через одиночные ЭД в течение 100 мс, воспламеняет все ЭД данной партии (выборки); под четырехмиллисекундным током — минимальное значение (ниж­ ний предел) постоянного тока, который, протекая через одиночные ЭД в течение 4 мс, воспламеняет все ЭД данной партии (выборки).

По импульсам воспламенения партия (выборка) ЭД обычно характеризуется минимальными и максимальными импульсами. При этом минимальное значение — это величина импульса тока, при котором в данной партии (выборке) воспламенится наиболее чув­ ствительный ЭД, а максимальное значение — величина импульса тока, при котором воспламеняются все ЭД партии (выборки). По времени срабатывания партия (выборка) ЭД характеризуется его

2&


минимальным и максимальным значениями, а по импульсу плав­ ления мостика и времени передачи — минимальным значением этих параметров.

В связи с тем, что при решении ряда вопросов электровзрывания попользуются методы теории вероятностей п математической ста­

тистики, параметры ЭД характеризуют

также средним значением

и средним квадратичным

отклонением.

 

Распределение значений

параметра электродетоиаторов. В ряде

случаев (для оценки степени

однородности ЭД, для определения

количества ЭД, подлежащих

испытанию, для решения

вопросов

•о вероятности отказов при взрывании токами различной

величины

и при попадании во взрывную

сеть дефектных ЭД и т. д.) кроме

параметров, отнесенных к партии ЭД или к выборке из нее, необ­ ходимо знать распределение значений параметров среди ЭД данной партии (выборки).

Так как пспытать все ЭД дайной партии невозможно (исклю­ чение составляет испытание для определения сопротивления ЭД), распределение значений параметра приходится находить испытанием •относительно небольшого количества ЭД, взятых из испытуемой лартни, т. е. по результатам испытания выборки. Распределение значений параметра, полученных при испытаниях, дается в виде графиков пли таблиц. Для большей наглядности в последних кроме числа ЭД с данным значением параметра обычно приводятся зна­ чения соответствующих частостей и накопленных частостей. При

этом

под

частостью

р понимается

относительное

количество ЭД

•с данным значением параметра, т. е.

 

 

 

 

 

 

где

п — число ЭД

с

данным

значением параметра;

д„ — число

ис­

пытанных ЭД (количество ЭД в выборке).

 

 

 

 

 

Чтобы

частость

выразить в процентах, значение р, найденное

по

•формуле (1.21), следует умножить на сто.

 

 

 

 

 

Под накопленной частостью рн

понимается относительное

число

•ЭД со значениями

параметра

от наименьшего до того, для которого

определяется р„. Величина

рн

может

быть найдена

по

формуле

 

 

 

 

Pa^Pl+P2

+ ••

• • +Pi,

 

 

 

I1 -2 2 )

тде р{ — частость

для значения параметра, для которого опре­

деляется

накопленная частость; рг,

р2. . . — частости

для

всех

значений

параметра, меньших pt.

 

 

 

 

 

 

 

Так, например, если среди 200 испытанных ЭД у девяти сопро­

тивление

лежит в

пределах от 2 до 2,2 Ом, у

восемнадцати — от

2,2 до 2,4

Ом, у тридцати

шести — от 2,4 до 2,6

Ом

и т. д., то ча­

стости для первых

трех

значений

параметра

будут

рг =

4,5%,

р2 =

9,0%

к Р з =

18,0%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24


В рассматриваемом примере накопленная частость для ЭД с со­ противлением до 2,6 Ом будет составлять рп = 4,5 + 9,0 + 18.0 = = 31,5%.

Распределение параметра может быть графически изображеноразными способами. Весьма наглядной является кумулятивная кривая распределения, которую также называют п о л и г о н о м н а к о п л е н н ы х ч а с т о с т е й. При построении этой кривой по оси абсцисс откладывают рассматриваемый параметр, а по оси ординат — соответствующие значения накопленных частостей. Орди­ наты кумулятивной кривой возрастают от 0 до 1 (рис. 6).

96,5

31,5

2,0

2,4

2,8

3,2

3,6

4,0

Рис. 6.

Кумулятивная

кривая

распределения

 

ЭД по сопротивлению г

 

Кумулятивная кривая дает представление о характере распре­ деления и позволяет определить, какая часть ЭД обладает значе­ ниями параметра, лежащими в заданных пределах. Так, например, кумулятивная кривая распределения, приведенная на рис. 6, пока­ зывает, что количество ЭД с сопротивлением 2,6—3,6 Ом составляет 96,5 - 31,5 = 65%.

Для суждения о степени неоднородности ЭД по какому-либо параметру используют среднее значение параметра и среднее квадра-

тическое

отклонение.

Среднее значение параметра выборки находят по формуле

где хх, хп,

. . ., хп — значения параметра ЭД выборки; гаБ — числа

ЭД в выборке.

25

Часто ЭД выборки группируют, при этом в группу включают ЭД «о значениями параметра, лежащими в небольшом интервале, на­ пример 0,7—0,8 А 2 - мс, 0,8—0,9 А 2 - мс и т. д. В этом случае среднее значение параметра находят по формуле

 

ха

= ~ К * ! + }hx2 + • . . + ппх'п),

 

 

(1.24)

где х\, х'г, . . ., х'п

 

 

 

 

 

пх,

щ,

— средние

значения

параметра

групп;

. . ., п„ — число ЭД в группах.

 

 

 

 

 

 

 

Среднее квадратическое отклонение значения параметра в вы­

борке находят по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

Если ЭД группируют, то среднее

квадратическое

отклонение

можно вычислить

по формуле

 

 

 

 

 

 

°B

= Y~- Vh (*i -

Хву- + п, (4 - XBf +

. . . + пп {х'п -

XBf] -

i g - ,

 

D

 

 

 

 

 

(1.26)

 

где

Ах — интервал

значении

параметра в

группе.

 

 

 

 

 

Введение в формулу (1.26) члена Ах2/12

преследует

цель

внести

поправку на распределение

ЭД по группам, поскольку при

этом

•ав вычисляется по средним значениям параметра в группах*. Чем меньше величина о в , тем более однородны ЭД. Если бы все ЭД обла­

дали одинаковыми

значениямп

параметра,

т. е. если бы хг

= х.2 =

= . . . =

хп =

Хв,

то значение ов было бы равно

нулю.

 

Пример 1. Прп испытании

выборки,

состоящей

из 200 ЭД, на

импульс

воспламенения

получены следующие

результаты:

 

 

 

 

Интервалы

значений

импульса

 

0,8—0,9

0,9—1,0

1,0—1,1

1,1—1,2

воспламенения,

А^-мс . . . .

0,7—0,8

Среднее значение

импульса

вос­

0,75

0,85

 

0,95

1,05

1,15

пламенения в интервале, А2 • мс

 

Число ЭД с данными

значениями

2

46

 

106

42

4

импульса

воспламенения . . .

 

 

Определить

среднее значение

импульса воспламенения

испытанных ЭД

•и его среднее квадратическое

отклонение.

 

 

 

 

выборки

Р е ш е н и е .

1. Среднее значение импульса воспламенения ЭД

ло формуле

(1.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кв =

(2 • 0,75 + 46 • 0,85 +106 • 0,95+42 • 1,05 + 4 • 1,15) = 0,95 А2 • мс.

2. Среднее

квадратическое отклонение

значений

импульса воспламенения

в выборке по формуле (1.26)

 

 

 

 

 

 

 

 

ст=

l A 4 r

t2 (0,75-0,95)2+46 (0,85-0,95)2 + 106 (0,95-0,95)2 +

 

 

+ 42(1,05-0,95)2+4(1,15-0,95)2]

=0,069 А2-мс.

 

* Поправка

 

Шепарда.

 

 

 

 

 

 

 

 

;26


Исследования показали, что распределение значений параметра ЭД с некоторым допущением можно считать нормальным, т. е. рас­ пределением по закону Гаусса.

Плотность вероятности распределения значений параметра ЭД по закону Гаусса выражается формулой

где е — основание натуральных В этой формуле

где х — рассматриваемое зна­ чение параметра; X — среднее значение параметра; а — сред­ нее квадратическое отклонение.

В соответствии с выраже­ нием (1.27) на графике (рис. 7) по оси ординат отложены плот­ ности вероятности распределе­ ния cp (t), а по оси абсцисс — значения t.

Из выражения (1.28) сле­ дует, что

(1.27).

логарифмов.

(1.28>

Рис. 7. График плотностп вероятности распределения параметра ЭД

X=sX + t(J.

(1.29)

Это позволяет на ось абсцисс нанести вторую шкалу, на которой отложены значения х. Между шкалами существуют следующие соот­

ношения: при

t =

0 х =

X,

при

t — 1 х = X +

а, при t =

2 х —

= X +

и при

t = 3 х = X. +

За.

 

 

При

xmax

=

X

- f За

и

при

xmin

= X — Зо

плотность

вероят­

ности распределения становится столь малой, что ее можно считатьравной нулю (см. рис. 7).

График плотности вероятности распределения параметра позво­ ляет по X и а найти долю в выборке ЭД со значениями параметра, лежащими в заданных пределах, т. е. между ха и хб. Эта доля опре­ деляется площадью, ограниченной значениями хя и х,<, (на рнс. 7 она заштрихована). В соответствии с этим площадь всего графика

равна единице, так как между a:min

и а;т а х

укладываются значения

параметров всех

ЭД выборки.

 

 

 

 

 

 

Площадь S,

ограниченная кривой, находится при помощи

опре­

деленного интеграла. В рассматриваемом^ случае (для

заштрпхован-

пой площади)

он

имеет вид

м

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

 

l

 

 

 

 

 

' dt-

dt-

2

dt.

(I.30>

 

 

 

 

 

 

/ 2 л

 

J

27


Интеграл

'

_ Л

 

y = J e ~

2 Л = Ф(0

(1.31)

о

называется интегралом вероятностей. Его величина для значений £ от 0 до 5 приведена в математических справочниках [67]. Таблица интегралов вероятностей составлена для положительных значений t. Если t имеет отрицательный знак, интеграл вероятностей находят по положительным значениям t, но его величину берут со знаком минус.

Для определения доли ЭД со значениями параметра, лежащими между ха и х6, по формуле (1.28) вычисляют величины ta и t6, за­ тем, учтя знак7 £, по таблице интеграла вероятностей находят вели­ чины Ф (ta) и Ф (t6). Искомую долю ЭД со значениями параметра между ха и х6 определяют по формуле

Д ' = Ф ( * б ) - Ф ( * а ) .

(1.32)

Долю ЭД со значениями параметра выше х6 можно найти из вы­ ражения

£ " = 0 , 5 - Ф ( £ б ) ,

(1.33)

•а долю ЭД со значениями параметра ниже ха — по формуле

Д ' " = 0,5 + Ф(*а ).

(1.34)

При нормальном распределении параметра, по его среднему зна­ чению X и по среднему квадратическому отклонению о можно опре­ делить минимальное и максимальное значения параметра (см. рис. 7):

 

z m i n

= X - 3 a ,

(1.35)

 

хт

= Х + Зо.

(1.36)

Возможность

определения

z m I n и

хтах

таким способом объяс­

няется тем, что

при этом плотность

вероятности распределения

•близка к нулю. Однако в некоторых случаях плотность вероятности

может

стать

равной нулю при значениях Хд и xl, отличающихся

от хт1п

и хтах.

Такое распределение называется усеченным нормаль­

ным. Оно может быть усеченным с двух сторон (рис. 8, а) или с од­ ной стороны (рис. 8, б).

График плотности вероятности распределения будет усеченным

•слева

в том случае, если

значение xmin, вычисленное по

формуле

.;rm i n =

X — За, окажется

меньше значения х'ъ, найденного

экспери­

ментально или указанного в ГОСТе и усеченным справа, если а;т а х = = X + За будет больше х"ъ. Так, например, если xmin получилось равным 0,4, а экспериментальное равно 0,6, график плотности ве­ роятности распределения будет иметь усечение слева (рис. 8, б).

При наличии усечения за крайние значения х принимают значе­ ния, найденные экспериментально или указанные в ГОСТе.

28