Устройство для определения скорости ударной волны Советский патент 1991 года по МПК G01P5/18 

ю ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости ударных волн в ударных трубах.

Цель изобретения - расширение области прменения за счет определения скорости как падающей, так и отраженной ударной волны,

На чертеже изображена структурная схема устройства для определения скорости ударной волны.

Устройство для определения скорости ударной волны содержит замкнутый объем в виде ударной трубы 1, внутри которой установлена диафрагма 2, за которой на опре- деленном расстоянии друг от друга последовательно установлены дополнительный 3, первый 4 и второй 5 запускающие датчики и генератор б эталонной частоты, первый 7, второй 8, третий 9 элементы И, первый 10 и второй 11 элементы ИЛИ, первый 12 и второй 13, ключи, расширитель 14 импульсов, первый 15 и второй 16 счетчики, триггер 17 и сдвиговый регистр 18, причем первый выход первого элемента И 7 соединен с выходом дополнительного датчика 3, второй вход соединен через расширитель 14 импульсов с устройством пуска трубы, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ 10 и входом установки О первого счетчика 15, входы первого 12 и второго 13 ключей соединены с выходами соответственно первого 4 и второго 5 запускающих датчиков, их разрешающие входы соединены с выходом первого элемента И 7, запрещающие входы - с третьим выходом сдвигового регистра 18, выход первого ключа 12 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 11 и через триггер 17 - с третьим входом второго элемента И, выход второго ключа 13 соединен с первыми входами первого 10 и второго 11 элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом установки О триггера 17 и входом сдвигового регистра 18, вход установки О которого и вход установки О второго счетчика 16 соединены с выходом первого элемента И 7, выход генератора 6 эталонной частоты соединен с первыми входами второго 8 и третьего 9 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами сдвигового регистра 18, а выходы - с входами соответственно первого 15 и второго 16 счетчиков.

Устройство для определения скорости ударной волны работает следующим образом.

При подаче импульса от устройства пуска трубы слева от диафрагмы 2 возника ет

взрыв и резко повышается давление, что вызывает разрыв диафрагмы 2 и движение с большой скоростью ударной волны по каналу ударной трубы 1.

Импульс пуска трубы подается на расширитель 14 импульсов, который расширяет указанный импульс на время прохождения фронта ударной волны от диафрагмы 2 до сечения, где установлен дополнительный

датчик 3, Расширительный импульс подается на второй вход первого элемента И 7, в связи с чем импульс, снимаемый с выхода дополнительного датчика 3 проходит через первый элемент И 7 на вход установки О

первого 15 и второго 16 счетчиков, сдвигового регистра 18, через второй вход первого элемента ИЛИ 10 на вход установки О, триггера 17, который подает запрещающий сигнал на третий вход второго элемента И 8,

на разрешающие входы первого 12 и второго 13 ключей. Таким образом, к началу измерения времени устройство оказывается в исходном состоянии.

В тот момент, когда падающая ударная

волна проходит в сечении, где установлен первый запускающий датчик 4, с него снимается импульс, означающий начало измеряемого временного интервала. Этот импульс через первый ключ 12 и триггер 17

поступает на третий вход второго элемента И 8, на второй вход второго элемента И 8 подается разрешающий сигнал с первого выхода сдвигового регистра 18, который начинает работать после подачи имульса с выхода первого ключа 12 через второй вход второго элемента ИЛИ 11 на вход сдвигового регистра 18. Второй элемент И8 открывается, в результате чего начинается подсчет числа импульсов генератора б эталонной частоты первым счетчиком 15.

В момент времени, когда падающая ударная волна проходит сечение, где установлен второй запускающий датчик 5, с него снимается имлульс, означающий конец из5 меряемого временного интервала. Этот импульс, проходя через второй ключ 13, первый вход первого элемента ИЛИ 10 на вход установки О триггера 17, подает запрещающий сигнал на третий вход второго

0 элемента И 8, тем самым прекращая счет импульсов эталонной частоты. Одновременное выхода второго ключа 13 импульс поступает через первый вход второго элемента ИЛИ 11 на вход сдвигового регистра 18,

5 который при подаче на его вход еще одного импульса выдает сигнал с второго выхода.

В первом счетчике 15 оказывается записанным код времени, определяющий скорость ударной волны на отрезке трубы,

заключенном между первым 4 и вторым 5 запускающими датчиками.

Падающая ударная волна, продолжая свое движение, доходит до преграды, в момент встречи ударной волны с преградой возникает отраженная ударная волна, имеющая направление, противоположное падающей ударной волны.

При подходе .фронта отраженной ударной волны к сечению, где установлен второй запускающий датчик 5, с него снимается импульс, означающий начало измеряемого временного интервала. Этот импульс проходит через второй ключ 13, через первый вход второго элемента ИЛИ 11, на вход сдвигового регистра 18, с второго выхода которого разрешающий сигнал поступает на второй вход третьего элемента И 9, в результате чего начинается подсчет числа импульсов генератора б эталонной частоты вторым счетчиком 16, одновременно импульс с выхода второго ключа 13 через первый вход первого элемента ИЛИ 10 поступает на вход установки О триггера 17, тем самым подавая запрещающий сиг- нал на третий вход второго элемента И 8, исключая потерю информации с первого счетчика 15.

В момент времени, когда отраженная ударная волна проходит сечение, где уста- новлен первый запускающий датчик 4, с него снимается импульс, означающий конец измеряемого времени интервала. Этот импульс через первый ключ 12, второй вход второго элемента ИЛИ 11 поступает на вход сдвигового регистра 18, это приводит к снятию сигнала второго входа третьего элемента И 9, что означает конец измеряемого временного интервала. С третьего выхода сдвигового регистра 18 импульс поступает на запрещающие входы первого 12 и второго 13 ключей, тем самым отключая устройство.

Таким образом, во втором счетчике 16 оказывается записанным временной интер- вал, определяющий скорость отраженной ударной волны на отрезке трубы, заключенной между запускающими датчиками 5 и 4. Код, записанный в первом 15 и втором 16

счетчиках, считывается по окончании эксперимента.

Формула изобретения Устройство для определение скорости ударной волны, содержащее замкнутый объем в виде ударной трубы, внутри которой установлена диафрагма, за которой на расстоянии друг от друга последовательно установлены дополнительный, первый и второй датчики, генератор эталонной частоты, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый ключ, расширитель импульсов, первый счетчик, вход запуска, первый вход первого элемента И соединен с выходом дополнительного датчика, второй вход соединен с входом запуска, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки нуля первого счетчика, о т- личающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет определения скорости как падающей, так и отраженной ударной волны, введены дополнительно второй и третий элементы И, второй элемент ИЛИ, второй ключ, второй счетчик, триггер и сдвиговый регистр, причем входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков, разрешающие входы ключей соединены с выходом первого элемента И, и запрещающие входы ключей - с третьим выходом сдвигового регистра, выход первого ключа соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и через триггер - с третьим входом второго элемента И, выход второго ключа соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом установки нуля триггера, и входом сдвигового регистра, вход установки нуля которого и вход установки нуля второго счетчика соединены с выходом первого элемента И,выход генератора эталонной частоты соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами сдвигового регситра, а выходы - с выходами соответственно первого и второго счетчиков.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять скорость как падающей, так и отраженной ударной волны. Цель - расширение области применения устройства. Замкнутый объем в виде ударной трубы 1, внутри которой установлена диафрагма 2, за которой на расстоянии друг от друга последовательно установлены дополнительный 3, первый 4 и второй 5 запускающие датчики, возбуждается взрывом. При этом разрывается диафрагма 2, и падающая волна возбуждает датчики 3, 4, 5, затем она отражается от конца ударной трубы, и отраженная волна возбуждает датчики 5,4 и 3. Временные интервалы прохождения падающей и отраженной волн расстояния между датчиками 4 и 5 фиксируются в виде цифрового кода соответственно счетчиками 15 и 16. 1 ил.