89BSD-006BA-A壓力傳感器動態(tài)標定設備激波管

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激波管是壓力傳感器 89BSD-006BA-A校準設備，用于產(chǎn)生平面激波。 所謂沖擊波就是氣體中某處壓力的突然變化，壓力波以高速傳播。 波速與壓力變化的強弱有關，壓力變化越大，波速越高。 在傳播過程中，當波前到達一定位置時，氣體的壓力、密度和溫度都發(fā)生了突變； 當波前不是無處不在時，氣體不受波的干擾； 波前經(jīng)過后，波前后的氣體溫度和壓力均高于波前，氣體粒子沿波前前進的方向流動，其速度低于前行速度 波前。

沖擊波前非常薄，與分子平均自由程處于同一數(shù)量級。 在測試中，沖擊波的厚度可以忽略不計。 89BSD-012BA-A傳感器的氣體壓力從波前壓力躍升至波后壓力僅需1mpa。 激波管的結構如下圖所示

其基本結構是一個截面為圓形或方形的直管，由隔膜分成兩段。 一段為高壓段，一段為低壓段。 當用膜穿孔針刺破膜時，高壓段的氣體被擠壓到低壓段，對低壓段形成沖擊波，兩種氣體的接觸面也向低壓段推進 截面，前進速度低于沖擊波。 下圖為激波管各工作階段的示意圖。 激波管高壓段和低壓段的氣體可以是空氣-空氣、氮氣-空氣等。

圖中顯示了膜破裂前的壓力條件。 (b) 是膜破裂后的壓力條件。 在低壓段，激波以超音速向右推進，其速度為W。當激波不是無處不在時，壓力P1保持不變，激波背面與接觸點之間的壓力 面為 P2，沖擊波后面的氣體也以與接觸面相同的速度向低壓段移動。 此時接觸面與沖擊波的速度差小于氣體的聲速。

在高壓部分，當隔膜破裂時，在隔膜附近產(chǎn)生稀疏波，并在那里以聲速傳播到左側（與沖擊波相反的方向）。 在稀疏波通過點，壓降為，即稀疏波右段與激波左段的氣壓相等，速度相同，但接觸面 用作分割線。 兩邊氣體的溫度不同。 它靠近沖擊波側。 氣體在 89BSD-018BA-A 傳感器的壓力跳躍過程中被壓縮，導致溫度升高。 隨后，聲速增加。 稀疏波側附近的氣體是由氣體膨脹引起的。 隨著溫度降低，那里的聲速降低。

稀疏波到達高壓段末端，如圖所示從左到右反射和傳播。 在稀疏波之前，傳感器 89BSD-028BA-A 的壓力仍為原始值 9，在稀疏波之后下降到 p6。 稀疏波的速度是聲速和地面空氣速度之和。 它高于沖擊波的速度。 如果激波管足夠長，稀疏波就會趕上激波。 該圖顯示了稀疏波追上沖擊波的情況。

減小激波管的長度，使稀疏波追上激波前沿，激波已到達右端面并被反射。 如果右端是剛性封閉的，反射波仍然是沖擊波，反射沖擊波（左端）之前的壓力保持原始值p2，沖擊波后部與右端面之間的壓力上升 到 p5 如圖所示。 如果右端面敞開，當沖擊波沖出噴管時，會有稀疏波反射到管內(nèi)，如圖所示。 下表列出了一些激波管壓力數(shù)據(jù)，其中p4為高壓腔壓力，p2為激波管壓力，p1為低壓腔壓力。

如果89BSD-028BS-B傳感器安裝在避震管側壁上，會感覺到臺階壓力； 如果安裝在低壓端面，感覺壓力是p5-p1。 在設計中，應考慮減震管的強度和減震要求。 89BSD-030BA-B傳感器的安裝位置分為端面安裝和低壓段側安裝。 側面安裝點靠近膜片，可以延長壓力p2的作用時間。 但由于沖擊波只能在破膜后一定距離后才能形成，所以不能太靠近隔膜。 經(jīng)驗安裝點一般為膜片內(nèi)徑的10～20倍。

這種安裝方式的階躍壓力幅值不大，但與一些實際的壓力測量情況類似，所以仍被廣泛使用。 端面安裝，階躍壓力幅值大，升壓時間短，壓力作用面非常均勻，是常用的安裝方式。 激波管中使用的隔膜隨壓力范圍而變化。 壓力很低時用紙，中壓時用各種塑料膜片，壓力高時用銅、鋁等金屬膜片。 破膜法可以利用超壓使膜自然破膜，也可以用撞針或刺刀破膜。 激波管中的波速可以用光學方法測量，也可以通過貼有薄膜電阻片的兩點之間通過激波所用的時間來求得。