(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210580305.9 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200号 (72)发明人 何勇　王刚　郭磊　王传婷　何源　 方中　常欣　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 朱沉雁 (51)Int.Cl. G01M 7/08(2006.01) G01N 5/00(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01J 5/00(2022.01)G01J 5/48(2006.01) G01D 21/02(2006.01) B64F 5/60(2017.01) (54)发明名称 一种可回收的活性破片水锤效应试验装置 及其试验方法 (57)摘要 本发明公开了一种可回收的活性破片水锤 效应试验装置及其试验 方法， 活性破片穿透前靶 板后进入容器内部， 活性破片发生破碎同时释放 能量， 利用传感器捕捉液体环境压力及温度变 化， 同时利用高速摄像和红外热成像仪通过侧壁 观察窗口对破片在容器中破碎、 形成空腔形态及 破片和液体温度变化情况进行捕捉， 随后破片穿 透后靶板进入后级箱体， 并停留在其中。 本发明 能够回收破片、 测试容器内部液体压力及温度， 能够对活性破片撞击容器过程中的反应程度及 毁伤程度进行评估。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114894422 A 2022.08.12 CN 114894422 A 1.一种可回收的活性破片水锤效应试验装置， 其特征在于： 包括前级箱体(5)、 后级箱 体(10)、 前靶板(2)、 后靶板(9)、 若干传感器， 前级箱体(5)的前后两个端面为开放端， 前靶 板(2)固定在前级箱体(5)的前端面， 后靶板(9)和后级箱体(10)同轴依次固定在前级箱体 (5)的后端面， 在前级箱体(5)顶面设有进水口(6)， 底面设有出水口(7)， 且在前级箱体(5) 的顶面和底面对应位置分别开有N个传感器安装孔(8)， N≥1， 所述传感器安装孔(8)沿前级 箱体(5)的中心轴线 方向间隔排布， 每个传感器安装孔(8)安装一个传感器， 在前级箱体(5) 的两个侧壁面上分别对应开有观 察窗口， 每个观察窗口上均设有透明面板(4)； 整个水锤效 应试验装置密封， 在前级箱体(5)内注水， 在后级箱体(10)内设置可溶于水的缓冲物； 发射 活性破片， 活性破片穿透前靶板(2)后进入前级箱体(5)内， 活性破片发生破碎同时释放能 量， 通过传感器采集前级箱体(5)内液体的压力和温度， 同时利用高速摄像和红外热成像仪 通过观察窗口采集活性破片的破碎情况、 空腔形成以及破片和液体温度场变化情况， 随后 活性破片穿透后靶板(9)进入后级箱体(10)， 剩余破片停留在后级箱体(10)中， 将后级箱体 (10)中的缓冲物及剩余破片取 出， 不断注水， 直至缓冲物完全溶解， 取 出剩余破片。 2.根据权利要求1所述的可回收的活性破片水锤 效应试验装置， 其特征在于： 为了保证 整个水锤效应试验装置密封性， 在前级箱体(5)和前靶板(2)之间、 前级箱体(5)和后靶板 (9)之间， 两个透明面板(4)和前级箱体(5)之间分别设置密封组件。 3.根据权利要求1所述的可回收的活性破片水锤 效应试验装置， 其特征在于： 在前级箱 体(5)最前端的传感器安装孔(8)位于前级箱体(5)的中心处， 剩余传感器安装孔(8)依次向 后排布。 4.一种应用如上述权利要求1～3中任意一项所述的可回收的活性破片水锤效应试验 装置的试验方法， 其特 征在于， 步骤如下： 步骤1、 向前级箱体(5)内注水， 在后级箱体(10)内装满溶于水的缓冲物， 将高速摄像和 红外热成像仪 分别放置在两个观察窗口外侧， 并检测可回收的活性破片水锤效应试验装置 满足密封性要求； 步骤2、 称取活性破片质量M； 步骤3、 发射活性破片， 活性破片穿透前靶板(2)后进入前级箱体(5)内， 活性破片发生 破碎同时释放能量， 通过传感器采集前级箱体(5)内液体的压力和温度， 同时利用高速摄像 和红外热成像仪通过观察窗口采集活性破片的破碎情况、 空腔形成以及破片和液体 温度场 变化情况； 步骤4、 随后活性破片穿透后靶板(9)进入后级箱体(10)， 剩余破片停留在后级箱体 (10)中， 将后级箱体(10)中的缓冲物及剩 余破片取出， 不断注水， 直至缓冲物完全溶解， 取 出剩余破片。 步骤5、 将剩余破片擦干， 称取剩余破片重量， 进行后续处 理工作。 5.根据权利要求4所述的可回收的活性破片水锤效应试验装置的试验方法， 其特征在 于： 活性破片撞击前级箱体(5)过程中反应程度E根据如下公式计算： 式中， m为回收的剩余破片质量， 单位 为g； M为初始活性破片的质量， 单位 为g。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114894422 A 26.根据权利要求4所述的可回收的活性破片水锤效应试验装置的试验方法， 其特征在 于： 活性破片撞击充液前级箱体(5)过程中 的毁伤压力提升率P与毁伤温度提升率Tr根据如 下公式计算： 其中， pa为活性破片撞击充液前级箱体(5)过程中传感器采集到的第一个压力峰值， 单 位为MPa； pi为同等质量惰性破片在同一试验条件下， 传感器采集到的第一个压力峰值， 单 位为MPa； Ta为活性破片撞击充液前级箱体(5)过程中传感器采集 的第一个温度峰值， 单位 为K； Ti为同等质量惰性破片在同一试验条件下， 传感器采集的第一个温度峰值， 单位 为K。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114894422 A 3