Способ определения скорости частиц в продуктах детонации Советский патент 1982 года по МПК G01P3/36 

( СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦ В ПРОДУКТАХ ДЕТОНАЦИИ

I

Изобретение относится к измерительной, технике и может быть использовахо для измерения скорости частиц при детонационном, плазменном процессах нанесения покрытий.

Известен способ определения скорости движения частиц, напыляемых с помощью высокоэнергетических газовых потоков с использованием следограмм процесса соударения частиц с подложкой .

Недрстатком данного способа является дискретность измерений, т.е. определение скорости частиц через отдельные промежутки времени, а также создание дополнительных возмущений в потоке, что приводит к торможению частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения скорости частиц, основанный на визуализации движения частиц, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и обработки результатов измерений 2.

Недостатком известного способа является невозможность его применения при нанесении покрытий с помощью газовой детонации, так как используемые частицы в последнем малы и их движение не дает четких следов на фотопленке.

Цель спосо(5а - расширение функциональных возможностей за счет определения скорости более мелких

(О частиц.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения скорости движения частиц, основанном на виtsзуализации движения частиц в потоке, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и обработки результатов измерений, визуализацию движения частиц проводят путем установки

20 экрана в потоке под углом от 1 до 60 к его направлению.

На фиг. 1 показана принципиальная схема регистрации скорости час39тиц, на фиг. 2 - схема устройства для определения скорости частиц. После прохождения детонационной волны поток продуктов детонации, содержащий две фазы - газообразную и твердую, вылетает из открытого конца ствола детонационной установк 1 и его направляют на экран 2, расположенный на некотором расстоянии от открытого конца ствола, В потоке 3 продуктов детонации имеются частицы а , tf, , г и т.д., расположенные в одной плоскости. А так как экран 2, на который этот поток 3 направляют, расположен под некоторым углом d- относительно оси перпендикулярной вектору скорости, частицы а, 5, в , г и т.д. достигнут экрана 2 не одновременно. В момент соударения частиц а о экран 2, частица расплющивается и этот момент сопровождается увеличением излучающей площади, т.е. усилением свечени которое регистрируется на фотопленк оптического скоростного фоторегистратора. Через некоторое время следу щая частица cf потока 3 достигает эк рана 2 и момент соударения ее также зафиксируется на фотопленке и т.д., т.е. поток 3 частиц оставляет светя щийся след, зафиксированный на плен в виде наклонной линии. При соударении частиц с экраном на последнем свечение перемещается со скоростью (V), зависящей от угла наклона экрана. При угле сзС , стремя щемся к нулю, скорость стремится к бесконечности Средняя скорость К-й частицы Vi определяют по времени Д-t прохождения свечения на экране пути 1, т.е. VJ Vsimo u.t Время ut прохождения свечения на экране совпадает с временем пролета К-й частицей расстояния, равного h. При h - О, At - О и V| представляет собой мгновенное значение скорости частицы у поверхности экрана, таким образом, возможно измерение локальной скорости частиц. На фоторазверт ке скорость частиц определяют по тангенсу угла наклона, касательной к траектории свечения в данной точк Для увеличения разрешающей способно ти способа предварительно на экран наносят покрытие - слой окиси алюминия, пропитанной тушью. Угол наклона оС оказывает существенное влияние на точность измерения скорости частиц. Однако при угле наклона с6 от kQ до бО скорость частиц практически не изменяется При увеличении угла с 60 до регистрируется очень слабое свечение, практически неразличимо на фотопленке Таким образом, при угле oL- наклона экрана 2 от 0 до бО регистрируют скорость полета частиц. При угле оС- наклона экрана меньше 0° регистрируется скорость подлета частиц, так как на частицы экран оказывает возмущающее действие при торможении и повороте потока вдоль экрана. Способ измерения скорости частиц реализуется с помощью устройства (фиг.2), содержащего открыть1й с одного конца ствол 1 сприсоединенными блоками ввода порошка, 5 подачи газа, 6 инициирования взрыва, оптического регистратора, например, типа скоростного фоторегистратора 7 работающего в режиме щелевой развертки, связанного с блоком 5 инициирования взрыва и сфокусированного на экран 2, выполненного с возможностью изменения угла наклона с помощью механизма 8. Устройство работает следующим образом. После заполнения ствол 1 газовой смесью через блок 5 подачи газов инициируют взрыв с помощью блока 6 инициирования взрыва. Одновременно открывается затвор оптического скоростного фоторегистратора, который синхронизован с блоком 6. Поток 3 продуктов детонации, содержащий частицы через открытый конец ствола 1 направляют на экран 2. Свечение, возникающее на экране 2, фотографируется на неподвижной пленке с помощью вращающегося зеркала, Формула изобретения Способ определения скорости частиц в продуктах детонации, основанный на визуализации движения частиц в потоке, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и обработ55ке результатов измерений, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения скорости более мелких частиц, визуализацию движения частиц проводят путем установки экрана в потоке под углом от 1 до 60° к его направлению. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зверев В.И« и др. Детонационное напыление покрытий. Л, Судостроение, 1979. с, Ц, 52. 2,G.lV.Jr.Sharks a.oth. AlM., 1977, 15, ff 1, с. ilO-ПЗ, РЖМИТ, 1977, 9.32.738 fпрототип).

/////// /7////////////////////////////////////////

Фи.г