Файл: Кушнарев Д.М. Использование энергии взрыва в строительстве.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

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

сток трубки имеет наружный диаметр 180 мм и внутренний 140 мм. Развертка луча происходит по архимедовой спирали от периферии к центру с постоянной угловой скоростью (одни обо­ рот в 1 мксек). Частота синусоидального генератора, задающе­ го круговую развертку, стабилизирована кварцем и гарантиру­ ется с точностью до ±0,02% . Время задержки схемы пуска от момента подачи пускового сигнала до появления луча не превы­ шает 0,2 мксек при пусковом сигнале с амплитудой 100 в и дли­ тельностью переднего фронта не более 0,03 мксек.

Осциллограф С1-33 на пятилучевой трубке предназначен для одновременного исследования в лабораторных условиях пя­ ти процессов путем визуального наблюдения и фотографирова­ ния. Осциллограф имеет пять усилителей вертикального откло­

нения

со следующими параметрами:

 

 

 

 

 

 

а)

полоса пропускания

от 20 гц до 5 мгц

для

четырех

усили­

телей и от 20 гц до 600 кгц

для одного

усилителя;

 

 

 

б)

чувствительность не менее 1 мм/мв;

 

 

 

 

 

в)

неискаженное

изображение ± 2 0

мм; рабочий участок эк­

рана — автономный для каждого луча;

 

 

 

 

 

 

г) полярность импульсных сигналов положительная и отри­

цательная;

 

 

 

исследуемых сигналов 30 в пи­

 

д)

максимальная

амплитуда

ковых

( ± 1 5 в для

импульсов),

с выносным

делителем 300 в

(±150 в импульсных);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

в четырех

усилителях предусмотрены

задержки исследуе­

мых сигналов относительно

начала

развертки,

обеспечивающие

просмотр

переднего

фронта длительностью не более 0,2

мксек

с

амплитудой более

10 мв. В усилителе с полосой

пропускания

до

600

кгц предусмотрена

задержка исследуемых

сигналов на

время не менее 9

мксек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осциллограф

имеет два

генератора

развертки,

работающих

в ждущем

и автоколебательном

режимах. Длительность

калиб­

рованных

разверток

от 5 мксек

до

15

мсек

на

100

мм

экрана.

Синхронизация и запуск развертки

осуществляются как

иссле­

дуемым, так и внешним сигналом. Минимальная частота следо­

вания самой короткой

развертки,

при

которой

обеспечиваются

с применением

тубуса

визуальное

наблюдение

и измерение

па­

раметров исследуемого

 

сигнала,

должна

быть

не более 100

гц.

Осциллограф

позволяет

осуществить

задержанный

запуск

од­

ной развертки

по отношению к другой

от

6 мксек

до

10 мсек

с плавной регулировкой

и погрешностью

установки

задержки

± ( 1 0 % + 0 , 5

мксек).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осциллограф обеспечивает измерение временных

интервалов

с погрешностью не более ± (10%+-у-100%); амплитуды — с по­

грешностью не более ± (10% + -у- 100%), где / — измеряемый

участок шкалы.

127


Весьма перспективным является применение при замерах ос­ циллографов с запоминающим устройством, в которых сигнал на трубке осциллографа остается па определенное время.

При дальнейшем распространении ударная волна постепен­ но уменьшается по амплитуде, а ее скорость стремится к скоро­ сти звука. Фронт ее становится более пологим, но все же значи­ тельно круче, чем спад. Для регистрации такой взрывной волны широко применяют пьезодатчикп, позволяющие регистрировать фронт волны без искажения. В датчиках данного типа использу­

ется

эффект появления зарядов на гранях

кристалла

при его

сжатии. При подходе волны к датчику на нем возникает

заряд,

пропорциональный действующей на датчик

силе:

 

 

 

 

 

Q = dF = dPS,

 

(IV.39)

где

Q—заряд на датчике;

 

 

 

 

d

пьезомодуль

датчика;

 

 

 

 

F

сила, действующая на датчик;

 

 

 

Р—давление

в волне;

 

 

 

 

5— площадь рабочей поверхности датчика.

 

Обычно замеряют

напряжение

на датчике, которое

связано

с зарядом следующим

соотношением:

 

 

 

 

 

 

t / = - | ,

 

(IV.40)

где

С—емкость

датчика.

 

 

 

По величине отклонения луча на экране осциллографа

можно

определить напряжение в данной

точке в любой момент

време­

ни:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

° = ^

>

 

(IV.41)

где а—чувствительность электронно-лучевой трубки осцил­ лографа;

h— величина отклонения луча.

При отсутствии паспортных данных тарировку пьезодатчиков производят следующим образом.

Образец, помещенный между двумя электродами держателя, подвергается сжатию прессом. Заряд, возникающий на обклад­ ках образца при резком снятии нагрузки, измеряется баллисти- • ческим гальванометром. Величину заряда Q определяют по фор­ муле

 

 

Q = Сьа,

(IV.42)

где

Сй—постоянная

баллистическая

гальванометра;

 

а— отклонение

гальванометра.

 

 

Пьезоэлектрический

модуль

 

128


d

=

L. =

^ = aK,

(IV.43)

 

 

er

Я

 

где J—электрическая

поляризация в направлении

механичес­

кого сжатия

образца;

 

сгмеханическое напряжение;

 

Р—давление

на образец;

 

К— постоянная

прибора.

 

Правильность тарировки пьезодатчнков при действии взрыв­

ной нагрузки проверяют

путем замера напряжений в воде. Для

этого в бассейн с водой помещают кольца разных диаметров. В центре меньшего кольца укрепляют заряд ВВ, а по окружности — пьезодатчики. Пьезодатчики и заряд ВВ покрывают изолиру­ ющей пленкой. Инициирование осуществляется каплями азида

свинца. По осциллограммам напряжение—время

рассчитывают

напряжение в заданной

точке.

 

Непосредственно пьезодатчики применяют при давлениях не

более 1000—1500 кгс/см2,

так как в противном

случае они раз­

рушаются или возникает нелинейность их рабочих характерис­

тик. При больших давлениях

пьезодатчики помещают в защит­

ные оболочки, ослабляющие

действие волны, но ухудшающие

их частотные характеристики.

 

В настоящее время широко распространены пьезодатчики из различных керамических пьезоматерналов (титанат бария, цирконат-титанат свинца и др.). При исследованиях используют пьезодатчики из титаната бария ввиду их высокой механической прочности и достаточной чувствительности. Для согласования большого внутреннего сопротивления пьезодатчнков с линиями связи (особенно в полигонных условиях) сигнал, снимаемый не­ посредственно с датчика, необходимо подавать на катодный пов­ торитель.

Для регистрации сигналов, получаемых с датчиков, приме­ няют различные электронные осциллографы ОК-17М, С1-29, С1-19 и др.

В осциллографе ОК-17М (рис. 54) применена двухлучевая осциллографическая трубка типа 18Л047А. Диаметр рабочей ча­ сти экрана 125 мм.

Развертка по осп времени — однократная. Длительность раз­

вертки регулируется плавно в пределах

четырех диапазонов от

3 до 2000 мкеек.

 

 

Пуск схемы

осуществляется

либо от специального пускового

сигнала, либо

от исследуемого

сигнала,

подаваемого на вход

первого усилителя. В первом случае пусковой сигнал величиной не менее +10 в подается на пусковой вход осциллографа. При пусковом сигнале +50 в время срабатывания схемы пуска не бо­

лее 1 мкеек. Во втором случае развертка

включается при величи­

не исследуемого сигнала, вызывающего

одностороннее отклоне-

9—50

129



следовать периодические и однократные электрические процессы. Возможность применения в каналах вертикального и горизон­ тального отклонения луча одинаковых усилений высокой чувстви­ тельности значительно расширяет пределы использования осцил­

лографа.

 

Рабочая часть экрана 80 мм по горизонтали

и 50 мм по

вертикали. Толщина линии луча не превышает 1 мм.

Канал вер­

тикального отклонения луча имеет два режима по чувствитель­ ности: 5 и 0,5 мм/мв. Минимальный размер исследуемого сигна­ ла, при котором обеспечивается класс точности осциллографа, составляет 20 мм по вертикали. Основная погрешность измере­ ния временных интервалов не превышает ± 1 0 % . Минимальная длительность исследуемого временного интервала, при котором обеспечивается класс точности осциллографа, 25 мксек. Мини­ мальная величина изображения исследуемого сигнала 10 мм. Диапазон длительности развертки осциллографа регулируется от 10 сек до 10 мксек. Синхронизация и запуск развертки осциллог­ рафа осуществляются сигналом любой полярности при размахе

изображения 10

мм,

или

сигналом извне любой полярности

частотой от 3 гц

до

1 мгц

при размахе 1 —100

в, либо от питаю­

щей сети.

 

 

 

 

 

В полигонных условиях для замера параметров волн напря­

жений широко применяются индукционные

датчики скорости

смещения среды типа ВИБ-А, СПЭД, ДДС и др. Принцип

рабо­

ты этих датчиков основан

на инерционности

подвижного

эле­

мента, помещенного во внутреннее магнитное поле. Корпус при­

бора жестко связывается со средой и смещается

с ней при взры­

ве. В этом случае в катушке подвижного

элемента

наводится

э. д. с , величина которой пропорциональна

скорости

смещения

W:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E = K—,

 

 

 

(1V.44)

 

К — коэффициент

 

dl

 

 

 

 

где

пропорциональности,

взятый из

паспорта

 

датчика.

 

 

 

 

 

 

 

Реальную скорость

смещения при

расшифровке

осцилло­

грамм определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

и=-^Щ-,

 

 

 

(1V.45)

где

ER — суммарное сопротивление

цепи в

ом;

 

 

у— величина всплеска на осциллограмме в мм;

 

^дотчувствительность

датчика

в

г-мв-сек/см;

 

5 Ш Л — чувствительность

шлейфа

в

мм/сек.

 

 

Согласно методике проф. А. А. Ханукаева, по

подсчитанным

по формуле (ІѴ.45) скоростям смещения в месте замеров нахо­ дят радиальные напряжения

о = Сриткс кгс/см\ (ІѴ.46)

9*

131