爆破測試技術(shù)說課材料

1、爆破測試技術(shù)（僅供參考）填空題爆炸測試技術(shù)的主要內(nèi)容：測試原理，測試方法，測試系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理和分析。信號(hào)的描述有四種變量域：時(shí)間域，幅值域，頻率域，時(shí)頻域。描述信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)有：峰值，峰峰值，均值，方差，均方差，均方根植。幅頻圖和相頻圖 以頻率為橫坐標(biāo)，以各次諧波的幅值和相位為縱坐標(biāo)分別作圖。周期信號(hào)的幅值譜特點(diǎn)：諧波性，離散性，收斂性。傅里葉變換的性質(zhì)：線性疊加性，對(duì)稱性，尺寸改變性，時(shí)移性，頻移性，時(shí)域和頻域微 分性質(zhì)，時(shí)域和頻域積分性，卷積性質(zhì)。采樣過程是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的過程。傳感器的特性主要考慮輸入特性，傳輸特性，輸出特性。傳感器分類：電阻式，電感式，電容式，壓電式，磁電

2、式。瞬態(tài)記錄儀三種觸發(fā)方式：人工觸發(fā)，外觸發(fā)，自動(dòng)觸發(fā)（正常，延遲，預(yù)置） 。 探針類型：電，絲式，箔式。電阻應(yīng)變儀分為：靜態(tài)，動(dòng)態(tài)，超動(dòng)態(tài)。M.A. 薩多夫斯基研究成果表明： 空氣沖擊波波陣面上的壓力不取決于藥包的重量， 而完 全取決于離爆炸點(diǎn)得距離與藥包半徑之比值，該炸藥爆炸的比值能和周圍空氣的壓力。確定爆破地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)方法： 試驗(yàn)測試方法。 用試驗(yàn)的方法， 實(shí)地測量 結(jié)構(gòu)在爆破作用下的動(dòng)力響應(yīng)。 動(dòng)力分析方法。 在爆破工程中沿用地震工程學(xué)中的反應(yīng)譜 理論和動(dòng)力分析法，探討爆破地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。目前，一般采用電測法測量爆破地震波的參數(shù)。線性時(shí)不變系統(tǒng)有如下性質(zhì)：疊加性

3、比例特性 微分特性 積分特性 頻率保持性測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指在測量過程中被測量不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢時(shí)， 系統(tǒng)的 輸出與輸入之間的關(guān)系， 它是由一系列靜態(tài)參數(shù)來表征的， 主要有非線性度， 靈敏度和回程 誤差。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 是指被測量快速變化的情況下，系統(tǒng)響應(yīng)（輸出）與激勵(lì)（輸入）之間的函數(shù)關(guān)系，它是 由一系列動(dòng)態(tài)參數(shù)表征的。 （時(shí)域理論分析，變域理論分析）頻率響應(yīng)函數(shù)可定義為在初始條件為0時(shí)，系統(tǒng)輸出的傅里葉變換與輸入傅里葉變換之比。描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性在復(fù)域中是傳遞函數(shù)，在頻域中是頻響函數(shù)，在時(shí)域中是脈沖響應(yīng)函 數(shù)，三者的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，知道其中一個(gè)就可求出其余的。超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀是測量系

4、統(tǒng)的核心部分。主要包括：同步觸發(fā)部分，信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大部分 和標(biāo)定部分。21景深（DOF）指對(duì)于給定的鏡頭和物距，物體離鏡頭從近到遠(yuǎn)都能保持圖像清晰的范圍。22 高速攝像機(jī)攝像質(zhì)量的好壞除膠片的質(zhì)量主要有本身參數(shù)決定 （高速攝像機(jī)的焦距， 相 對(duì)孔徑，角視場三個(gè)參數(shù)） 。23高速攝影種類：按攝影頻率分為低高速（攝影頻率為24300幅/秒），中高速（攝影頻率為 30010000 幅/秒），高速（攝影頻率為 10000100000 幅/秒）和超高速（攝影頻率為 100000 幅/秒以上）四類。.在信息論中，高速攝影定義：把高速變化過程的空間信息和時(shí)間信息聯(lián)系在一起用攝影 進(jìn)行記錄的方法，其中空間信息

5、量是以圖像表示，時(shí)間信息用拍攝頻率表示。.探針法主要用于產(chǎn)生超動(dòng)態(tài)量測試系統(tǒng)中各儀器的同步觸發(fā)信號(hào)，配合時(shí)間間隔記錄 儀，可用于爆轟波的傳播速度， 應(yīng)力波的傳播速度等得測量。 其測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速 度快，使用可靠，成本較低。.電探針是用來連接在一個(gè)簡單的脈沖形成網(wǎng)絡(luò)中的電接觸原件的名稱，其開關(guān)作用。當(dāng)傳感器輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過較長的傳輸線之后變化：幅度下降波形畸變可能 混入電纜兩端的干擾。瞬態(tài)記錄儀包括：模-數(shù)（A/D）變換器時(shí)鐘控制器存貯器數(shù)-模（D/A）變換器。信號(hào)的描述有四種變量域 時(shí)間域 幅值域 頻率域 時(shí)效域信號(hào)分析時(shí)域分析 幅域分析 頻域分析 時(shí)頻域分析周期信號(hào)的幅值譜有以下特

6、點(diǎn) 諧波性 離散性 收斂性采樣過程是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程，該過程包括采樣、量化、編碼等， 這是數(shù)字信號(hào)分析的必要過程。33量化又稱幅值量化， 是將采樣信號(hào)x （nTs）經(jīng)過舍入的方法變?yōu)橹挥杏邢迋€(gè)有效數(shù)字的 數(shù)的過程稱量化問答題1高速攝像的優(yōu)點(diǎn)？ CMOS, CCD高速攝像系統(tǒng)的基本構(gòu)成部分各包括那幾個(gè)部分？ 答：a.使用簡單，能實(shí)況顯示，記錄介質(zhì)可反復(fù)使用b.無復(fù)雜精密的光學(xué)補(bǔ)償及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)快，記錄完善，測試成功率高c.同步d.立即重放何為固態(tài)圖像傳感器？ CMOS CCD基本不同點(diǎn)和相同點(diǎn)是什么？ 答：固態(tài)圖像傳感器作為一種基礎(chǔ)器件， 因能實(shí)現(xiàn)信息的獲取，轉(zhuǎn)換和視覺功能的

7、擴(kuò)展，并 能給出直觀，真實(shí)， 層次多，內(nèi)容豐富的可視圖像信息， 在現(xiàn)代化社會(huì)中得到了越來越廣泛 的應(yīng)用。CMOS, CCD基本不同點(diǎn)：CCD技術(shù)工藝復(fù)雜，不能與標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容，并且CCD芯片需要高電壓且功耗大； CMOS可將圖像采集單元和信號(hào)處理單元集成到同一塊芯片上，因 而功耗小，價(jià)格便宜。基本共同點(diǎn)： 在光探測方面都利用了硅在光照下的光電效應(yīng)原理, 而且都支持光敏二極管型 和光柵型。理想光學(xué)系統(tǒng)的牛頓公式和高斯公式的不同？何為垂直放大率,角放大率,軸向放大率？ 攝像系統(tǒng)的鏡頭參數(shù)有哪些？答：牛頓公式：物和像的位置是由相對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)確定。高斯公式：物象位置相對(duì) 于光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)確定。 垂直

8、放大率：像高于物高之比。 軸向放大率： 當(dāng)物平面沿光軸移動(dòng) 一微小距離時(shí),其與像平面也相應(yīng)移動(dòng)距離之比。直接影響高速攝像數(shù)據(jù)的結(jié)果的因素有哪些？答：分析方法幀頻和曝光時(shí)間空間和時(shí)間分辨率直流電橋的橋臂有何特性？有人在使用電阻應(yīng)變儀時(shí)為增加電橋的靈敏度,在半橋上個(gè)串聯(lián)一應(yīng)變片,問是否能夠提高靈敏度,為什么？答：當(dāng)相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性一致,即同位拉應(yīng)變或同為壓應(yīng)變時(shí),輸出電壓為兩者之差； 當(dāng)相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性不同， 即一為拉應(yīng)變，一為壓應(yīng)變時(shí)，輸出電壓為兩者之和。 而相 對(duì)兩橋臂應(yīng)變的極性不同時(shí)，輸出電壓為兩者之差。原因：個(gè)串聯(lián)一片應(yīng)變片時(shí)，不一定提高靈敏度。對(duì)于給定電橋， n 為常數(shù)，靈敏度

9、s 正比 于 Ue 。串聯(lián)應(yīng)變片極性一致靈敏度變大；不一致時(shí)，s 變小。測震儀器的標(biāo)定有幾種？系統(tǒng)標(biāo)定的內(nèi)容是什么？頻響特性的標(biāo)定內(nèi)容是什么？怎么樣 進(jìn)行幅幀標(biāo)定，靈敏度標(biāo)定，線性度標(biāo)定？ 答：測振儀器的標(biāo)定可分為分布標(biāo)定和系統(tǒng)標(biāo)定。分布標(biāo)定：分別對(duì)測振傳感器，放大器， 記錄儀進(jìn)行各種性能參數(shù)的標(biāo)定。 系統(tǒng)標(biāo)定： 將傳感器， 放大器和記錄儀組成的測試系統(tǒng)進(jìn) 行全系統(tǒng)的標(biāo)定， 得到輸入振動(dòng)量與記錄量之間的定量關(guān)系。 頻響特性的標(biāo)定的內(nèi)容： 幅幀 特性和相頻特性的標(biāo)定兩種。頻響特性的方法： 固定振動(dòng)臺(tái)的震動(dòng)兩幅值， 改變震動(dòng)頻率， 由測試儀器測出各頻率的輸出 量，就可得到震動(dòng)量隨頻率變化的關(guān)系。靈

10、敏度標(biāo)定的方法：在被標(biāo)定的測試系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線的平坦范圍內(nèi)任一頻率為標(biāo)定頻率， 使振動(dòng)在該頻率下按已知振動(dòng)量振動(dòng)。線性度的標(biāo)定的方法：將振動(dòng)臺(tái)的頻率固定， 逐點(diǎn)改變振動(dòng)臺(tái)幅值，依次從小到大，相應(yīng)得 測出儀器輸出量。天然地震波與爆破地震波有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)： 兩者都是因能量的突然釋放， 以地震波的形式向外傳播， 并引起振動(dòng)和破壞； 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)強(qiáng)度均與震源距離有著緊密的關(guān)系兩者的介質(zhì)的振動(dòng)參數(shù)都收地形，地質(zhì)等因素的影響對(duì)建構(gòu)物的破壞機(jī)理是相同不同點(diǎn)：爆破地震振幅高，衰減快頻率高持續(xù)時(shí)間短能量有限爆破空氣沖擊波的對(duì)目標(biāo)的破壞作用常用哪些參數(shù)度量，怎么樣分析爆破空氣沖擊波對(duì)建筑物的破壞作用

11、？答：爆破空氣沖擊波對(duì)目標(biāo)的破壞作用，常用超壓P,正壓作用時(shí)間t+和比沖量1+三個(gè)參數(shù)來度量。 爆破空氣沖擊波對(duì)建筑物的破壞作用的效應(yīng)主要取決與超壓和沖量，爆破空氣沖擊波正壓作用時(shí)間t+如果遠(yuǎn)小于建筑物本身的震動(dòng)周期T時(shí)，空氣沖擊波對(duì)建筑物的破壞作用主要取決于沖量，反之若 t+遠(yuǎn)大于T,取決于超壓 P。爆破空氣沖擊波的超壓和比沖量在截面變化的巷道傳播有何特征？答：當(dāng)空氣沖擊波由小斷面巷道向大斷面巷道傳播或通過巷道的分岔點(diǎn)及轉(zhuǎn)彎處時(shí)，其波陣面的超壓將衰減， 反之， 當(dāng)空氣沖擊波由大斷面巷道向小斷面巷道傳播時(shí)， 則峰值超壓必然 將增強(qiáng)。當(dāng)空氣沖擊波由小斷面巷道向大斷面巷道傳播或通過巷道的分岔點(diǎn)及轉(zhuǎn)

12、彎處時(shí)，比沖量將衰減，反之，當(dāng)空氣沖擊波由大斷面巷道向小斷面巷道傳播時(shí)，則比沖量將增強(qiáng)。什么是爆破震動(dòng)反應(yīng)譜？答：單自由度彈性體系對(duì)于給定的地面加速度輸入并考慮阻尼時(shí)的最大響應(yīng)（加速度， 速度和位移）與系統(tǒng)的固有自振動(dòng)頻率（或周期）的關(guān)系曲線。爆破空氣沖擊波在剛性表面上可能發(fā)生何種影響？答：可能發(fā)生正發(fā)射正規(guī)發(fā)射，馬赫發(fā)射B壓電傳感器有哪幾種等效電阻？一般壓電元件的連接方式答：等效電路： 一個(gè)電荷源和一個(gè)電容器并聯(lián)的電路； 一個(gè)電源和一個(gè)電容器的串聯(lián)電壓等 效電路。連接方式：并聯(lián)，串聯(lián)連接。并聯(lián)特點(diǎn)： 每一個(gè)壓電單元的負(fù)極都集中在中間電極上，正極在上下兩面電極上。 輸出電荷量大本身電容大，時(shí)間

13、常數(shù)大，易于測量緩變信號(hào)，適用于以電荷為輸出量的場合。串聯(lián)特點(diǎn)： 每兩個(gè)壓電元件的中間極板上， 上片產(chǎn)生的負(fù)電荷與下片產(chǎn)生的正電荷抵消， 在 上極板取正電荷，下電荷取負(fù)電荷，輸出電容C=Ca/n, Q=Qa, U=nUa。輸出電壓高，自身電容小，適用于以電壓為輸出量及測量阻抗很高的場合。水中爆破特點(diǎn)是什么？答：水的可壓縮性小， 本身消耗的變形能少，傳壓性能好。水中爆破產(chǎn)生的初始沖擊波壓力比空氣中大得多， 且衰減慢。慣性大，爆破產(chǎn)物膨脹過程比空氣中慢得多，但產(chǎn)物的膨 脹和壓縮的脈動(dòng)次數(shù)要比空氣中多。 水中爆破沖擊波的第一次脈動(dòng)對(duì)目標(biāo)的破壞作用不容 忽視。 在水中沖擊波沖測量時(shí), 有時(shí)也需要測量二

14、次壓力波的峰值壓力等特性參數(shù)。 水中 的聲速 1500m/s 比空氣的聲速大得多,因此相同藥量相同距離的條件下,水中沖擊波對(duì)目 標(biāo)的作用時(shí)間比空氣沖擊波短。在不同壓力段，水的狀態(tài)方程不同，其計(jì)算方法不同。傳感器的特性主要包含哪些內(nèi)容？輸入特性、 傳輸特性、和輸出特性主要考慮哪些因素？ 答：輸入特性（輸入?yún)⒆兞康男再|(zhì)、輸入量的有效范圍和對(duì)被測量的影響）傳輸特性（主要指靈敏度、頻響函數(shù)、傳感器的誤差及抗干擾能力） 輸出特性（輸入量的形式、有效范圍和輸出阻抗）傳感器的選擇原則有哪些？ 答：靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度16由Uim=dFmwR/分析，為什么電壓放大器測量電路受傳輸線長度的

15、影響？為什么電壓放 大器測量電路要求放大器的輸入阻抗要盡可能高？答在工程中由于傳感器電容 Ca與電壓放大器電容 Ci通常不變，而電纜電容 Ce總是隨電纜 長度的變化，從而使得壓電傳感器的靈敏度成為電纜長度的函數(shù)，系統(tǒng)WRC值盡可能高。W 是被測信號(hào)的頻率,不是放大器自身的參數(shù),而系統(tǒng)的等效電容c 過大會(huì)降低電壓靈敏度,因此提高是有限度的。 唯一可以努力之處在于提高系統(tǒng)等效電阻,這就要求電壓放大器有盡可能高的輸入阻抗。17 什么是觸發(fā)信號(hào)、人工觸發(fā)、外觸發(fā)、內(nèi)觸發(fā)、正常觸發(fā)、延遲觸發(fā)、預(yù)置觸發(fā)？有幾 種觸發(fā)方式？答：觸發(fā)信號(hào)：記錄儀開始運(yùn)行的零時(shí)信號(hào)。人工觸發(fā)：人工按動(dòng)按鈕,儀器開始記錄。外觸發(fā)

16、：由測試系統(tǒng)的其他設(shè)備提供一個(gè)電壓脈沖 。 自動(dòng)觸發(fā)：利用輸入的電壓信號(hào)同時(shí)觸發(fā)記錄存貯單元開始工作。正常觸發(fā)：輸入信號(hào)達(dá)到觸發(fā)電平后存貯器即開始工作,并記錄到額定的容量為止。延遲觸發(fā)： 當(dāng)信號(hào)達(dá)到觸發(fā)電平并產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)入存貯器,經(jīng)過事先預(yù)置的 “延遲位 數(shù)”所對(duì)應(yīng)的時(shí)間以后，存儲(chǔ)才開始進(jìn)行。預(yù)置觸發(fā)： 事前在存貯器中預(yù)置了若干位， 記錄輸入信號(hào)未達(dá)到觸發(fā)電平的部分， 一旦達(dá)到 觸發(fā)電平，存貯器便從預(yù)置的位數(shù)之后開始連續(xù)移位記錄，直到額定容量為止。觸發(fā)方式：人工觸發(fā)、外觸發(fā)、自動(dòng)觸發(fā)。18 譜圖之間高頻與低頻部分發(fā)生重疊的情況。 解決方法：提高采樣頻率以滿足采樣定理 用低通濾波器濾掉不必

17、要的高頻成分以防止頻 率混淆的產(chǎn)生19目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為 500m/s，焦距為50mm，物距為500m，像元大小為25um，貝UVr=50 x=50(mm/s)可接受的模糊量為 2 像元 =2x25=50 x10-6(m)則快門的速度為W =10-3 ( s)V快W這里2=目標(biāo)速度x= 3 v像元面積 =計(jì)算題類x(t)=a0/2+刀(ancosnw0t+bnsinnw。t) n=1a0=2/T0an=2/T0cosnw0tdt bn=2/T0sinnw0tdt當(dāng)信號(hào)x (t)為奇函數(shù)，即 x (-t) =-x (t),此時(shí)an=0, a0=0 當(dāng)信號(hào)x (t)為偶函數(shù)，即x (t)=x(-t)e

18、 j 0 =cos 0 jsin 0Cos 0 =12(e-j 0 +ej 0)Sin 0 /=21j(e-j 0-ej 0)1香農(nóng)采樣定理fs 2fm已知某信號(hào)最高頻率 fm=5khz，要求頻率分辨率 fw 10hz，求采樣頻率fs,采樣長度(截 斷長度)及采樣點(diǎn)數(shù) n解：由采樣定理，采樣頻率fs 2fm=2x5=10khz由Ts= 1/fs w 1/(10 x103)=100us采樣長度T=1/ f 1/10s采樣點(diǎn)數(shù)N=T/Ts=1000由于一般信號(hào)分析N是2的整數(shù)次幕，故取N=10242 如圖周期性三角波,在 -T/2w tw T/2 的周期范圍內(nèi) x( t) = t ,求此信號(hào)的頻譜

19、(三角 形式和復(fù)數(shù)形式)估計(jì)不考3已知一周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表示為x(t)=刀CnejnwOt”式中C0=1,C-1=C仁14,C-2=C2=1/2,C-3=C3=13 ,W0=2 n，求其三角函數(shù)表達(dá)式。解：因?yàn)?e j 0 =cos0 jsinBx(t)= E CnejnwOt=CO+C1 (e-jwOt+ejwOt ) +C2(e-2jw0t+e2jw0t)+C3(e-3jw0t+e3jw0t)=1+ (cos2n t) /2+cos4n t+2 ( cos6n t) /3已知 x( t) =7coswOt+3sinwOt+5cos2wOt-4sin2wOt ，求其復(fù)指數(shù)形式傅立葉級(jí)數(shù)。解：Cos0 =1 /2(e-j 0 +ej0 )Sin 0 /=21j(e-j 0-ej 0)oox( t) =aO/2+E (ancosnwOt+bnsinnwOt)n=1aO/2=O=CO a1=7 a2=5 b1