光纤在光电测试的应用

1、光纤在民爆行业(hngy)中的应用报告(bogo)人： 王高 教授单 位： 中北大学共三十三页研究(ynji)背景发展现状光纤爆速仪应用与测试分析展望内容提要(ni rn t yo)共三十三页研究(ynji)背景民用方面，火工品在工程应用中主要作为引爆和做功元件，如开矿采石、修路筑坝等。在爆炸做功方面，火工品多用于爆炸加工、切割钢板、合成(hchng)金刚等各种爆破作业中；另外，在汽车安全气囊、火灾报警器、航空就生装置中也拓展了火工品的用途。共三十三页研究(ynji)背景军用方面，火工品已广泛地应用于火箭、导弹、卫星(wixng)、宇宙飞船、核武器、常规兵器等许多重要领域。火工品也可用作小型驱

2、动器，完成快速打开活门和解除保险作用；还可以用于导弹激活热电池、坦克灭火瓶、飞机开伞控制装置以及卫星(wixng)的瞬时供热及遥测等。 共三十三页研究(ynji)背景火工品在存放、运送及生产过程中对各项参数的要求(yoqi)极其严格。通过对火工品各项参数的测试，使火工品更好更安全地被我们所控制、为人类服务。火工品测试是获取产品在研制、生产过程中所需要的各种数据和信息的技术手段，是了解火工品工作机理、评价其水平和质量、进行故障诊断和分析及实时监控的基础技术。共三十三页发展(fzhn)现状电探针法高速(o s)摄影法高速摄影是用照相的方法记录运动过程或快速反应过程。它把空间信息和时间信息一次记录下

3、来。常用测试方法共三十三页发展(fzhn)现状传统测速方法存在的局限性 电探针法易受空间电磁场的干扰 高速(o s)摄影法对实验环境要求较高光纤测速的优势快速传递光信号对爆炸信号有极高的接收和传输能力不受电磁干扰耐腐蚀优良的响应特性共三十三页发展(fzhn)现状光纤：利用光在玻璃(b l)或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上各种分类举例如下。 （1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（2）折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤等（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏

4、振保持光纤）、多模光纤 （4）原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等共三十三页发展(fzhn)现状综上缺点提出(t ch)了光电探测法由光纤、高速光电探测器、光电转换电路和采集系统组成光电测试法共三十三页测试(csh)仪器目前市面上爆速仪类型：基于单片机 例如：湖南湘西州奇搏矿山仪器厂生产的BSZ-1、BSW-3、北京(bi jn) 飞斯富睿科技有限公司F14291、北京矿冶研究总院BB-2 基于高速74系列芯片例如：湖南湘西州奇搏矿山仪器厂生产的BSD-3、西化仪(北京)科技有限公司M306430基于CP

5、LD和单片机例如 ：北京卓川电子科技有限公司K24-3A、湖南湘西州奇博矿山仪器厂BSS-1共三十三页测试(csh)仪器传统(chuntng)测试仪器存在的局限性测量精度低反应速度慢存在很大延迟ZB-2型爆速仪的优势测量精度高反应速度快稳定性好共三十三页光纤爆速仪仪器简介 ZB-2型智能单段光纤爆速仪是新型高分辨率单段爆轰时间、爆轰速度(sd)测量仪器以FPGA作为核心部件，由高速IC数字电路和集成组件构成；仪器基准信号源采用高精度100MHz石英晶体振荡器，具有极高的测量精度和稳定性；配上适当的光纤传感器，即可测量显示炸药、导爆索、导爆管等物爆轰波传播时间和速度。 共三十三页光纤爆速仪ZB-

6、2型光纤爆速仪原理图FPGA处理(chl)电路结构图共三十三页光纤爆速仪技术(jsh)性能靶距设定范围：1mm-1000mm爆速测量范围：0.01m/s99999.99m/s时间测量范围：0.01us99999.99us 晶振频率： 100MHzx10-5测量段数：单段电源：内置大容量可充电锂电池共三十三页应用(yngyng)与测试分析光纤在民爆行业的应用 光纤在民爆行业的应用越来越广泛了， 光纤可以用来测导爆索的爆速，测炸药的 爆速，测雷管(ligun)的性能等方面。共三十三页16改进(gijn)导爆索产品的质量精确计算炸药使用量产品的质量检测可以更好的发挥导爆索在工业和军事中重要价值。导爆

7、索爆速的研究(ynji)意义应用与测试分析共三十三页应用与测试(csh)分析光纤测导爆索爆速原理图共三十三页应用(yngyng)与测试分析光纤测导爆索爆速波形(b xn)共三十三页应用与测试(csh)分析对比(dub)实验共三十三页应用(yngyng)与测试分析Zb-3型爆速仪测导爆索爆速显示(xinsh)结果共三十三页应用(yngyng)与测试分析爆速仪光纤爆速仪电探针法次数t /usv /m/st /usv /m/s1141.357074.63141.77057.162141.407072.133141.757054.67141.87052.184141.657059.65142.2703

8、2.345142.057039.776141.407072.31141.37077.147142.507017.54142.47022.47导爆索爆速测试(csh)结果对比试验结果共三十三页应用与测试(csh)分析 由上表可以看出，采用光纤爆速仪与采用BSZ-1型爆速仪对同一段导爆索实验所测得爆速均在标准范围内。在10次实验中，光纤爆速仪均测到数据，平均(pngjn)爆速为7060.16m/s；BSZ-1型爆速仪三次未测到数据，平均爆速为7048.67m/s。因此，光纤爆速仪与传统爆速仪相比，性能更为稳定、可靠。共三十三页应用与测试(csh)分析药柱爆速的研究意义定向爆破的控制爆破所需药量的控

9、制炸药(zhyo)药柱性能的检测共三十三页应用与测试(csh)分析光纤测炸药药柱爆速实验(shyn)波形共三十三页应用与测试(csh)分析导爆索爆速，药柱燃烧(rnsho)速度：共三十三页应用(yngyng)与测试分析雷管同步性测试 雷管同步性是雷管使用性能的一个重要参量，导弹发射时要求战斗部里一定数目的(md)雷管必须同时起爆引爆主装药形成核爆所需的球面爆轰波达到以最大能量击毁目标的目的(md)，雷管的同步性大小由作用时间的极差决定，现有测量方法时间极差的分辨率不高。共三十三页应用(yngyng)与测试分析光纤测雷管同步性的优势光纤测量雷管同步性的分辨率高设备简单，抗干扰能力强操作简便易于(

10、yy)野外操作共三十三页应用与测试(csh)分析光纤测雷管(ligun)同步性实验波形图共三十三页应用与测试(csh)分析 从上面(shng min)的波形可以看出，两雷管的时间间隔仅为17.90s，比要求的要小的多。可见，用光纤测更精确。共三十三页应用与测试(csh)分析实验结果光纤测速优势快速(kui s)传递光信号对爆炸信号有极高的接收和传输能力不受电磁干扰耐腐蚀优良的响应特性共三十三页展望(zhnwng)方向研究塑料光纤与石英光纤耦合工艺。用光纤探针对爆轰波的速度、温度(wnd)、压力 等参数直接测量。共三十三页谢 谢！共三十三页内容摘要光纤在民爆行业中的应用。民用方面，火工品在工程应用中主要作为引爆和做功元件，如开矿采石、修路筑坝等。在爆炸做功方面，火工品多用于爆炸加工、切割钢板、合成金刚(jngng)等各种爆破作业中。另外，在汽车安全气囊、火灾报警器、航空就生装置中也拓展了火工品的用途。还可以用于导弹激活热电池、坦克灭火瓶、飞机开伞控制装置