СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЙ Российский патент 2015 года по МПК F42B35/00 G01K11/00 

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения параметров теплового действия объекта испытаний (ОИ). В качестве ОИ в изобретении подразумевается сосредоточенный или рассредоточенный заряд взрывчатого вещества.

Известен способ измерения температуры, заключающийся в подготовке мишенной обстановки, включении измерителя температуры, инициировании источника теплового поля, определении профиля теплового поля и распределения температуры на заданной точке поверхности, осуществлении неконтактной передачи результатов экспериментов по запросу другого устройства [1].

Недостатками данного способа является недостаточная информативность, так как измерение профиля теплового поля и распределения температуры осуществляется в одной измерительной точке, а также недостаточная автоматизация процессов снятия результатов измерений, доставки результатов измерений, автоматизированного построения документа испытания и его хранения.

Наиболее близким к изобретению является способ определения фугасного действия объекта испытаний, включающий регистрацию датчиками воздушной ударной волны, сопровождающей подрыв объекта испытаний, воздушную ударную волну регистрируют датчиками ударной волны не менее чем в трех измерительных точках, на пункте управления испытаниями устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки, устанавливают на объект испытаний маяк, включают маяк объекта испытаний и измерители давления, имеющие приемо-передающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков воздушной ударной волны, расположенных в каждой измерительной точке, принимают информационным датчиком сигналы от маяка объекта испытаний и измерителей давления, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты объекта испытаний и измерителей давления на испытательной площадке, сохраняют координаты объекта испытаний и измерителей давления в памяти ЭВМ, убирают маяк с объекта испытаний, производят подрыв объекта испытаний, измеряют параметры и среднюю скорость воздушной ударной волны в каждой измерительной точке, по запросу информационного датчика передают показания, зафиксированные в измерителях давления на пункте управления испытаниями, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры воздушной ударной волны в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ, формируют в автоматизированном режиме документ испытания [2].

Недостатком данного способа является недостаточная информативность, так как он не позволяет определить величины максимальной температуры, распределения температуры во времени и теплового импульса в измерительных точках в процессе прохождения через них ударной волны и последующего теплового состояния среды в измерительных точках после ее прохождения, а также оценить параметры теплового поля для случая распределенного объекта испытаний.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение информативности испытаний, автоматизация процессов доставки, обработки и хранения результатов испытаний.

Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении информативности испытаний, что достигается путем измерения в ИТ максимальной температуры, распределения температуры во времени и теплового импульса. Кроме того, технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении оперативности испытаний, что достигается автоматизацией процессов снятия результатов измерений, доставки результатов измерений, автоматизированным построением документа испытания и его хранением.

Поставленная задача с достижением технического результата достигается тем, что в способе определения теплового действия ОИ, включающем регистрацию датчиками температуры воздушной ударной волны, сопровождающей подрыв объекта испытаний, воздушную ударную волну регистрируют датчиками температуры не менее чем в трех измерительных точках, на пункте управления испытаниями устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки, устанавливают на объект испытаний маяк, включают маяк объекта испытаний и измерители температуры, имеющие приемо-передающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, расположенных в каждой измерительной точке, принимают информационным датчиком сигналы от маяка объекта испытаний и измерителей температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты объекта испытаний и измерителей температуры на испытательной площадке, сохраняют координаты объекта испытаний и измерителей температуры в памяти ЭВМ, убирают маяк с объекта испытаний, производят подрыв объекта испытаний, по запросу информационного датчика передают показания, зафиксированные в измерителях температуры на пункте управления испытаниями, формируют в автоматизированном режиме документ испытания, объект испытаний выполняют как компактным, так и распределенным, маяк выполняют как компактным, так и распределенным, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке при прохождении и после прохождения ударной волны, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ.

Кроме того, в случае необходимости показания измерителей температуры в каждой ИТ снимают с помощью переносного пульта управления, осуществляют их предварительную обработку и затем передают на ПУИ.

Кроме того, при работе на необорудованных испытательных площадках ПУИ выполняют передвижным.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, является следующая совокупность действий:

1. Воздушную ударную волну регистрируют датчиками температуры не менее чем в трех измерительных точках

2. Используют измерители температуры, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры.

3. Объект испытаний выполняют как сосредоточенным, так и распределенным, маяк выполняют как компактным, так и распределенным.

4. Измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке при прохождении и после прохождения ударной волны, профиль теплового поля в измерительной точке, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ.

Совокупность существенных признаков изобретения соответствует критерию «новизна», так как в известных технических решения не обнаружена.

На фиг. 1 приведена типовая схема проведения испытаний.

На фиг. 2 приведены: а) схема размещения матрицы датчиков температуры в измерительной точке; б) схема измерения температуры окружающей среды при и после прохождения ударной волны.

Способ определения теплового действия объекта испытаний реализуется следующим образом.

Перед проведением испытаний выполняют геодезическую привязку информационного датчика 1 (например, РЛС), установленного на ПУИ 2 к системе пространственных координат ИП 3. Затем устанавливают ОИ 4 на ИП 3. После этого, согласно плану испытания, относительно ОИ 4 в n измерительных точках размещают матрицы датчиков 5 температуры и соединенные с ними измерители 6 температуры.

Затем на ОИ 4 устанавливают маяк 7 (например, радиолокационный), включают маяк 7 ОИ 4 и измерители 6 температуры, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый со своей матрицей из n датчиков 5 температуры, расположенных в каждой ИТ.

После этого принимают информационным датчиком 1, расположенным на ПУИ 2, сигналы от маяка 7 ОИ 4 и измерителей 6 температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ 4 и измерителей 6 давления на ИП 3, сохраняют координаты ОИ 4 и измерителей 6 температуры в памяти ЭВМ, размещенной на ПУИ 2.

После этого убирают маяк 7 с ОИ 4, производят подрыв ОИ 4, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в измерительной точке с помощью матриц датчиков 5 температуры и измерителей 6 температуры в каждой ИТ.

После подрыва ОИ 4 ударная волна распространяется в направлении n ИТ. В каждой ИТ установлена матрица датчиков 5 температуры. После достижения фронта ударной волны первого из n датчиков 5 температуры на его выходе появляется сигнал, который записывается в блок памяти соответствующего измерителя 6 температуры. Во время проведения измерений параметров теплового поля происходит воздействие ударной волны на квадратную матрицу датчиков 5 температуры, сигналы, с выходов которых усиливаются матрицей программируемых усилителей заряда и поступают на первые входы синхронного n-канального аналого-цифрового преобразователя, где из аналоговой формы преобразуются в цифровую. С выхода синхронного n-канального аналого-цифрового преобразователя сигналы поступают на вход микроЭВМ. С учетом того, что n-канальный аналого-цифровой преобразователь является синхронным, то появление сигнала на одном из n датчиков температуры 6 приводит к фиксации этого момента микроЭВМ. Затем с некоторой задержкой во времени приходят сигналы с других датчиков, моменты появления которых также фиксируются микроЭВМ. Обработка сигналов с матрицы датчиков 5 температуры, поступающих через n-канальный аналого-цифровой преобразователь на вход микроЭВМ, с учетом известных координат расположения датчиков 5 температуры на ИП 3, позволяет измерять максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в измерительной точке, оценивать профиль теплового поля в измерительной точке. МикроЭВМ является основным функциональным узлом измерителя 6 температуры, осуществляющим обработку результатов измерений.

Результаты обработки записываются в блок памяти измерителя 6 температуры и поступают на вход радиотрансивера. С выхода блока параметров окружающей среды измерителя 6 температуры на вход микроЭВМ поступает информация об атмосферном давлении, температуре, влажности окружающей среды и текущем времени, которая учитывается при определении вышеуказанных параметров теплового поля и фиксации условий проведения измерений [1].

По запросу информационного датчика 1 (РЛС), расположенного на ПУИ 2, результаты измерений через радиотрансиверы измерителей 6 температуры передаются на ПУИ 2 (приемный вход информационного датчика 1). На ПУИ 2 результаты измерений обрабатывают и обобщают, записывают их в блок памяти ЭВМ, после чего в автоматизированном режиме оформляют документ испытания.

В случае необходимости показания измерителей 6 температуры в каждой ИТ снимают с помощью переносного пульта управления, осуществляют их предварительную обработку и затем передают на ПУИ 2.

ПУИ 2 для работы на необорудованных измерительных площадках может быть выполнен в передвижном варианте.

Для отработки и применения предлагаемого способа могут быть использованы общеизвестные технические средства:

1. В качестве датчиков температуры могут быть использованы термопары, например по патенту СССР №987414.

2. Цифровой измеритель давления (патент РФ на изобретение 2009 года, №2365884) [1].

3. Приемо-передающая радиолокационная станция, например, описанная в источнике [3].

4. Переносной пульт управления [4].

Таким образом, предлагаемый способ может быть использован при определении теплового действия объекта испытаний на произвольной необорудованной испытательной площадке. Использование предлагаемого способа позволит повысить информативность испытаний, что обусловлено возможностью определения в каждой измерительной точке максимальной температуры, изменения температуры во времени, теплового импульса среды после прохождения ударной волны, профиля теплового поля в измерительной точке; повысить оперативность, так как в данном способе имеет место автоматизированная доставка, обработка и хранение результатов измерений, а также автоматизированное построение документа испытаний.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2365884.

2. Патент РФ на изобретение №2519614 (прототип).

3. Бартон Д. Радиолокационные системы, пер. с англ., М., 1967.

4. Патент РФ на изобретение №2442104.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения теплового действия объекта испытаний (ОИ). Способ определения теплового действия объекта испытания характеризуется тем, что на пункте управления испытаниями (ПУИ) устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки (ИП), устанавливают на ОИ маяк, включают маяк ОИ и измерители температуры, имеющие приемо-передающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, расположенных в каждой ИТ, принимают информационным датчиком сигналы от маяка ОИ и измерителей температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты ОИ и измерителей температуры на ИП, сохраняют координаты ОИ и измерителей температуры в памяти ЭВМ, убирают маяк с ОИ, производят подрыв ОИ, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке, профиль теплового поля в измерительной точке, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ, формируют в автоматизированном режиме документ испытания. В результате повышается информативность испытаний, достигается автоматизация процессов доставки, обработки и хранения результатов испытаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения теплового действия объекта испытаний, включающий регистрацию датчиками температуры воздушной ударной волны, сопровождающей подрыв объекта испытаний, воздушную ударную волну регистрируют датчиками температуры не менее чем в трех измерительных точках, на пункте управления испытаниями устанавливают информационный датчик, имеющий геодезическую привязку к системе пространственных координат испытательной площадки, устанавливают на объект испытаний маяк, включают маяк объекта испытаний и измерители температуры, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, расположенных в каждой измерительной точке, принимают информационным датчиком сигналы от маяка объекта испытаний и измерителей температуры, обрабатывают поступившие сигналы, определяют пространственные координаты объекта испытаний и измерителей температуры на испытательной площадке, сохраняют координаты объекта испытаний и измерителей температуры в памяти ЭВМ, убирают маяк с объекта испытаний, производят подрыв объекта испытаний, по запросу информационного датчика передают показания, зафиксированные в измерителях температуры на пункте управления испытаниями, формируют в автоматизированном режиме документ испытания, отличающийся тем, что воздушную ударную волну регистрируют датчиками температуры не менее чем в трех измерительных точках, используют измерители температуры, имеющие приемопередающую антенну, соединенные каждый с матрицей n датчиков температуры, объект испытаний выполняют как сосредоточенным, так и распределенным, маяк выполняют как компактным, так и распределенным, измеряют максимальную температуру, изменение температуры во времени и тепловой импульс в каждой измерительной точке при прохождении и после прохождения ударной волны, профиль теплового поля в измерительной точке, обрабатывают результаты измерений и записывают параметры теплового поля в каждой измерительной точке в блок памяти ЭВМ.

2. Способ определения теплового действия объекта испытаний по п.1, отличающийся тем, что показания измерителей температуры в каждой измерительной точке снимают с помощью переносного пульта управления, осуществляют их предварительную обработку и затем передают на информационный датчик пункта управления испытаниями.

3. Способ определения теплового действия объекта испытаний по п.1, отличающийся тем, что пункт управления испытаниями может быть выполнен в передвижном варианте.