СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СРАБАТЫВАНИЯ ДЕТОНИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
METHOD FOR DETERMINING CHARACTERISTICS OF ACTUATION OF DETONATING DEVICE

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ относительно момента подачи задействующего импульса. Знание данных моментов времени облегчает проектирование и отработку систем инициирования, в которые входят детонирующие устройства, для расчета их газодинамических характеристик.
1
2
2
1
Известны способ и устройство определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий с электрическим инициированием (патент RU 2495366, МПК (2006.01): F42B 35/00, G01P 3/64, публик. 10.10.2013). Способ состоит в том, что на элемент накаливания пиротехнического изделия подают электрический ток, фиксируют момент t подачи тока и значение величины поданного тока I, при срабатывании заряда ВВ внутри пиротехнического изделия в последнем возбуждаются вибрации, регистрируемые устройством для обнаружения вибраций, установленном на пиротехническом изделии, и фиксируют момент воспламенения заряда пиротехнического изделия t по моменту появления вибрации на корпусе пиротехнического изделия, определяют время инициирования пиротехнического изделия Т, как разницу между моментом воспламенения пиротехнического изделия t и моментом подачи постоянного электрического тока t, и для получения зависимости времени инициирования Т от различных значений величины подаваемого тока I повторяют вышеперечисленные операции при различных значениях величины токов необходимое число раз.
Устройство для определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий состоит из цепи подрыва с источником питания, подключенной к элементу накаливания пиротехнического изделия. В него введены устройство для обнаружения вибраций, установленное на пиротехническом изделии, и блок определения времени инициирования. Цепь подрыва состоит из последовательно соединенных источника питания, ключа для замыкания цепи, элемента накаливания пиротехнического изделия, устройства измерения силы тока в цепи подрыва. Выходы устройства для обнаружения вибраций и устройства измерения силы тока электрически подключены к входам блока определения времени инициирования.
Однако этот способ и устройство могут быть использованы только для определения времени инициирования пиротехнических изделий, а для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств не могут быть применены, кроме того, чтобы вибрации достигли датчика, последний должен быть жестко связан с корпусом пиротехнического узла, что конструктивно не подходит для определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ.
Известно устройство для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, в частности времени срабатывания безынициаторного капсюля-детонатора, имеющего ударно-волновую трубку со светопроницаемой оболочкой в качестве проводника импульса, от задействующего его устройства (патент RU 2328748, публик. 10.07.2008, МПК (2006/01):G01P 3/64, С06С 7/00, F42B 35/00). Известное устройство содержит хронограф, первый фотодатчик, обеспечивающий запуск хронографа и расположенный вблизи ударно-волновой трубки, и датчик остановки хронографа в виде фотодатчика, реагирующего на излучение при срабатывании безынициаторного капсюля-детонатора, расположенный вблизи него и помещенный в металлическую втулку, в которой выполнена щель. В качестве фотодатчиков используют датчики с рабочим диапазоном в области волн, охватывающей видимую и инфракрасную части электромагнитного спектра.
Способ определения характеристик срабатывания капсюля-детонатора с помощью данного устройства является наиболее близким аналогом заявляемому способу и заключается в следующем. Задействуют ударно-волновую трубку. Первый фотодатчик реагирует на излучение фронта детонационной волны, проходящего внутри ударно-волновой трубки после ее инициирования. Излучение (световое или инфракрасное, в зависимости от типа фотоприемника фотодатчика) от фронта детонационной волны попадает через отверстие, выполненное в корпусе, в котором установлена ударно-волновая трубка, на чувствительный элемент фотоприемника. Электрическая схема фотодатчика преобразует сигнал от фотоприемника в электрический управляющий сигнал, который подается на вход хронографа, запуская его, что является моментом начала отсчета времени. Хронограф начинает отсчет времени срабатывания капсюля-детонатора. Момент окончания отсчета времени регистрируется вторым фотодатчиком следующим образом. Детонационная волна, пройдя по всему отрезку ударно-волновой трубки, инициирует заряд ВВ капсюля-детонатора, при срабатывании которого фотодатчик выдает сигнал, преобразуемый его электрической схемой в управляющий сигнал для остановки хронографа, который фиксирует значение времени срабатывания капсюля-детонатора, равное интервалу времени от момента прохождения фронтом детонационной волны во внутреннем канале отрезка ударно-волновой трубки точки начала отсчета до момента срабатывания заряда ВВ капсюля-детонатора, фиксируемого датчиком.
Поскольку в известном способе первым датчиком фиксируют момент прохождения фронтом детонационной волны определенной точки, так называемой точки отсчета времени, а не момента подачи задействующего импульса, а вторым датчиком фиксируют момент срабатывания заряда ВВ капсюля-детонатора, а не момент передачи сформированного капсюлем-детонатором детонационного импульса инициируемому им заряду, знание которых необходимо для расчета газодинамических характеристик заряда ВВ, то это снижает достоверность информации о характеристиках срабатывания исследуемых детонирующих устройств. Следует также отметить, что имеют место погрешности измерения, связанные с инерционностью датчиков и входных цепей хронографа, для снижения которых необходимо произвести тщательный подбор элементов электрических схем датчиков и хронографа по чувствительности входов. Кроме того имеется погрешность измерений, связанная с ошибкой в определении на отрезке ударно-волновой трубки точки начала отсчета.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности информации при испытаниях.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе определения характеристик срабатывания детонирующего устройства, включающем подачу задействующего импульса и формирование детонационной волны в заряде взрывчатого вещества (ВВ) детонирующего устройства, регистрацию с помощью датчиков моментов начала и окончания отсчета времени, по которым определяют характеристики срабатывания, новым является то, что исследуемым детонирующим устройством осуществляют инициирование заряда ВВ, при этом момент начала отсчета времени определяют по моменту подачи задействующего импульса на детонирующее устройство, а момент окончания отсчета времени - по моменту передачи инициируемому заряду детонационного импульса, сформированного детонирующим устройством, причем регистрацию второго момента осуществляют, по меньшей мере, с помощью одного оптического датчика, выполненного на основе оптоволоконной линии, установленной перпендикулярно оси детонирующего устройства и обращенной одним торцом к зоне передачи детонации, а другим - к регистрирующей аппаратуре, осуществляют регистрацию световых вспышек оптического излучения путем преобразования светового сигнала в электрический, по которым и фиксируют момент передачи детонационного импульса инициируемому заряду ВВ, относительно времени подачи задействующего импульса на детонирующее устройство.
Инициирование исследуемым детонирующим устройством заряда ВВ дает возможность с помощью соответствующих датчиков установить не только факт выхода детонации, но и передачу инициируемому заряду детонационного импульса, что является эффективным способом контроля работы исследуемого детонирующего устройства.
Определение момента начала отсчета времени по моменту подачи задействующего импульса на детонирующее устройство и момента окончания отсчета времени по моменту передачи инициируемому заряду детонационного импульса, сформированного детонирующим устройством, позволяет получить более достоверную информацию о характеристиках срабатывания исследуемого детонирующего устройства для более точного расчета газодинамических характеристик систем инициирования, в которых используют детонирующее устройство.
Осуществление регистрации второго момента, по меньшей мере, с помощью одного оптического датчика, выполненного на основе оптоволоконной линии, установленной перпендикулярно оси детонирующего устройства и обращенной одним торцом к зоне передачи детонации, а другим - к регистрирующей аппаратуре, позволяет осуществить регистрацию световых вспышек оптического излучения путем преобразования светового сигнала в электрический, по которым и фиксируют момент передачи детонационного импульса инициируемому заряду ВВ, относительно времени подачи задействующего импульса на детонирующее устройство, что обеспечивает регистрацию этого момента без сложных конструкций и громоздких узлов и повышает точность регистрации.
На фиг. 1, 2 схематично изображено устройство определения характеристик срабатывания детонирующего устройства, поясняющего заявляемый способ, где:
1 - исследуемое детонирующее устройство;
2 - заряд ВВ детонирующего устройства;
3 - оптический датчик;
4 - инициируемый заряд ВВ;
5 - генератор задействующего импульса;
6 - светоприемник - оптоэлектронный преобразователь;
7 - регистрирующая аппаратура.
Примером конкретного выполнения устройства, поясняющего заявляемый способ, является устройство определения характеристик срабатывания детонирующего устройства, задействуемого электрическим импульсом. Исследуемое детонирующее устройство устанавливают на инициируемый заряд ВВ. Два оптических датчика на основе оптоволоконных линий размещают перпендикулярно оси детонирующего устройства так, что одни их торцы направлены на область передачи детонации инициируемому заряду ВВ, а другие торцы оптоволоконных линий соединяют с оптоэлектронным преобразователем, который в свою очередь соединен с регистрирующей аппаратурой, в качестве которой используют осциллограф типа «Agilent». Генератор задействующего импульса соединяют с детонирующим устройством и регистрирующей аппаратурой.
Способ реализуют следующим образом:
- осуществляют подачу задействующего электрического импульса от генератора 5 на чувствительный элемент детонирующего устройства 1 - проволочку и регистрируют момент подачи этого импульса осциллографом 7,
- формируют детонационную волну в заряде ВВ 2 детонирующего устройства 1 для задействования инициируемого заряда ВВ 4 и формирования в нем детонационной волны,
- сформированная в детонирующем устройстве 1 детонационная волна метает металлическую пластинку на поверхность инициируемого заряда 4. Световые вспышки, возникающие при инициировании заряда 4, вводятся в оптические датчики 3, выполненные на основе оптоволоконной линии, соединенной с оптоэлектронным преобразователем 6,
- световые импульсы в оптоэлектронном преобразователе 6 преобразуются в электрические и поступают на осциллограф 7,
- факт задействования инициируемого заряда ВВ 4, сформированного в заряде ВВ 2 детонирующего устройства 1 детонационной волной, определяют по зарегистрированным осциллографом 7 импульсам,
- определяют время работы детонирующего устройства как разницу между моментом задействования инициируемого заряда ВВ 4 и моментом подачи задействующего импульса на детонирующее устройство 1 от генератора 5.
Определение времени работы детонирующего устройства заявляемым способом позволяет более точно определить характеристики детонирующего устройства, а также рассчитать газодинамические характеристики инициирующей системы, куда входит данное детонирующее устройство.