89BSD-006BA-A压力传感器动态标定设备激波管

大家好，我是【广州工控传感★科技】89BSD-006BA-A压力传感器事业部，张工。
 

激波管是压力传感器 89BSD-006BA-A校准设备，用于产生平面激波。 所谓冲击波就是气体中某处压力的突然变化，压力波以高速传播。 波速与压力变化的强弱有关，压力变化越大，波速越高。 在传播过程中，当波前到达一定位置时，气体的压力、密度和温度都发生了突变； 当波前不是无处不在时，气体不受波的干扰； 波前经过后，波前后的气体温度和压力均高于波前，气体粒子沿波前前进的方向流动，其速度低于前行速度 波前。

 

冲击波前非常薄，与分子平均自由程处于同一数量级。 在测试中，冲击波的厚度可以忽略不计。 89BSD-012BA-A传感器的气体压力从波前压力跃升至波后压力仅需1mpa。 激波管的结构如下图所示

 

其基本结构是一个截面为圆形或方形的直管，由隔膜分成两段。 一段为高压段，一段为低压段。 当用膜穿孔针刺破膜时，高压段的气体被挤压到低压段，对低压段形成冲击波，两种气体的接触面也向低压段推进 截面，前进速度低于冲击波。 下图为激波管各工作阶段的示意图。 激波管高压段和低压段的气体可以是空气-空气、氮气-空气等。

 

图中显示了膜破裂前的压力条件。 (b) 是膜破裂后的压力条件。 在低压段，激波以超音速向右推进，其速度为W。当激波不是无处不在时，压力P1保持不变，激波背面与接触点之间的压力 面为 P2，冲击波后面的气体也以与接触面相同的速度向低压段移动。 此时接触面与冲击波的速度差小于气体的声速。

在高压部分，当隔膜破裂时，在隔膜附近产生稀疏波，并在那里以声速传播到左侧（与冲击波相反的方向）。 在稀疏波通过点，压降为，即稀疏波右段与激波左段的气压相等，速度相同，但接触面 用作分割线。 两边气体的温度不同。 它靠近冲击波侧。 气体在 89BSD-018BA-A 传感器的压力跳跃过程中被压缩，导致温度升高。 随后，声速增加。 稀疏波侧附近的气体是由气体膨胀引起的。 随着温度降低，那里的声速降低。

 

稀疏波到达高压段末端，如图所示从左到右反射和传播。 在稀疏波之前，传感器 89BSD-028BA-A 的压力仍为原始值 9，在稀疏波之后下降到 p6。 稀疏波的速度是声速和地面空气速度之和。 它高于冲击波的速度。 如果激波管足够长，稀疏波就会赶上激波。 该图显示了稀疏波追上冲击波的情况。

减小激波管的长度，使稀疏波追上激波前沿，激波已到达右端面并被反射。 如果右端是刚性封闭的，反射波仍然是冲击波，反射冲击波（左端）之前的压力保持原始值p2，冲击波后部与右端面之间的压力上升 到 p5 如图所示。 如果右端面敞开，当冲击波冲出喷管时，会有稀疏波反射到管内，如图所示。 下表列出了一些激波管压力数据，其中p4为高压腔压力，p2为激波管压力，p1为低压腔压力。

 

如果89BSD-028BS-B传感器安装在避震管侧壁上，会感觉到台阶压力； 如果安装在低压端面，感觉压力是p5-p1。 在设计中，应考虑减震管的强度和减震要求。 89BSD-030BA-B传感器的安装位置分为端面安装和低压段侧安装。 侧面安装点靠近膜片，可以延长压力p2的作用时间。 但由于冲击波只能在破膜后一定距离后才能形成，所以不能太靠近隔膜。 经验安装点一般为膜片内径的10～20倍。

 

 

这种安装方式的阶跃压力幅值不大，但与一些实际的压力测量情况类似，所以仍被广泛使用。 端面安装，阶跃压力幅值大，升压时间短，压力作用面非常均匀，是常用的安装方式。 激波管中使用的隔膜随压力范围而变化。 压力很低时用纸，中压时用各种塑料膜片，压力高时用铜、铝等金属膜片。 破膜法可以利用超压使膜自然破膜，也可以用撞针或刺刀破膜。 激波管中的波速可以用光学方法测量，也可以通过贴有薄膜电阻片的两点之间通过激波所用的时间来求得。