一种多点爆源同步起爆模拟装置
阅读说明：本技术 一种多点爆源同步起爆模拟装置 (Synchronous detonation simulation device for multi-point detonation source ) 是由 徐小辉 郭纬 李�杰 李干 王德荣 邵鲁中 姚瑶 张波 马超 孙慜倩 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多点爆源同步起爆模拟装置,包括防护罩、第一连接件、起爆线、不锈钢管、电雷管、黑索金、起爆器、起爆同步性检测装置、柔性导爆索、爆源装置。各路导爆索穿过不锈钢管彼此隔离防护,一端与各路爆源装置相连,另一端与同一电雷管锥形端相接,电雷管另一端与起爆器相连；各路导爆索和电雷管通过第一连接件相连,电雷管锥形端部可加入少量的黑索金粉保证导爆索同步起爆。各路离子电探针一端与各路起爆导爆索相接,另一端通过脉冲形成网络与示波器相连。爆源装置包括玻璃罩、导爆索、钢管、密封塞、空气压力调节装置。本发明的多点爆源装置同步起爆控制系统可用于大当量地下爆炸成坑效应的模拟,操作简单、起爆控制性强、同步性好。(The invention discloses a multipoint detonation source synchronous detonation simulation device which comprises a protective cover, a first connecting piece, a detonation wire, a stainless steel pipe, an electric detonator, a black cord, a detonator, a detonation synchronism detection device, a flexible detonation wire and a detonation source device. Each path of detonating cord penetrates through the stainless steel tube to be isolated and protected from each other, one end of each detonating cord is connected with each path of detonating source device, the other end of each detonating cord is connected with the conical end of the same electric detonator, and the other end of the electric detonator is connected with the detonator; each path of detonating cord is connected with the electric detonator through the first connecting piece, and a small amount of black cord metal powder can be added at the conical end part of the electric detonator to ensure synchronous detonation of the detonating cord. One end of each path of ion electric probe is connected with each path of detonating fuse, and the other end is connected with the oscilloscope through a pulse forming network. The explosion source device comprises a glass cover, an explosion wire, a steel pipe, a sealing plug and an air pressure adjusting device. The synchronous detonation control system of the multi-point detonation source device can be used for simulating the pit forming effect of large-equivalent underground explosion, and is simple to operate, strong in detonation control performance and good in synchronism.)
技术领域
本发明属于导爆索多点传爆技术领域，具体涉及一种多点爆源同步起爆模拟装置。
背景技术
多弹头在目标点附近进行“聚集爆炸”是战时摧毁深地下目标工程的有效方式。对于毁伤目标——天然岩体而言，在爆炸作用下岩石的运动、变形和破坏十分复杂，通过理论分析以期完成力学参数计算存在很大困难，现场试验研究周期长，试验风险大，且耗费巨大人力物力，可重复性差，难以开展系统研究。
模拟法广泛应用于不同的科学领域，采用相似物理模拟试验的方法可以模拟大当量地下爆炸过程中各种影响因素对弹坑和鼓包形成的影响，使人们更容易全面把握爆破过程中岩体的运动、变形及破坏特性，是研究地下爆破问题的一种有效的方法。
当前研究表明，真空室爆炸模型试验装置因其可控性强，模拟适用范围广，在大当量大埋深地下爆炸成坑现象模拟时具有明显的优势。爆源装置是真空室模拟爆炸的关键设备，现有的爆源装置方案中，俄罗斯主要通过低压电源加热镍铬丝来烧裂橡胶气囊的方法实现起爆，起爆时间无法精确可控，且仅实现了单点起爆，对于多点爆源装置同时精确起爆控制还缺乏成熟的技术方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多点爆源同步起爆模拟装置，以解决当前真空室爆炸模拟试验装置中多点爆源装置无法精确同步起爆控制的难题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种多点爆源同步起爆模拟装置，包括起爆器、电雷管、炸药粉末、多路导爆索和多个爆源装置以及起爆同步性检测装置；
所述电雷管一端为锥形；
所述导爆索通过穿设在不锈钢管中彼此隔离防护；各路所述导爆索一端分别与各爆源装置相连，另一端均与所述电雷管的锥形端相接；所述电雷管的另一端通过起爆线与起爆器相连；
各路导爆索和电雷管通过第一连接件相连，电雷管的锥形端部设置有炸药粉末以保证各路导爆索同步起爆；所述炸药粉末内同时接入多路导爆索，并相应配套多路不锈钢管；所述电雷管和炸药粉末均被第一连接件包裹在内；
所述爆源装置用于模拟单点精确起爆；
所述起爆同步性检测装置包括多路离子电探针、脉冲形成网络、示波器；
各路所述离子电探针的一端分别与各路导爆索接触，另一端通过脉冲形成网络接入示波器，通过示波器测算各路导爆索起爆的同步性。
进一步的，所述导爆索为柔性导爆索。
进一步的，所述爆源装置包括玻璃罩、导爆索、钢管、密封塞、空气压力调节装置；
玻璃罩的底端通过密封塞进行密封，所述接入爆源装置的导爆索位于玻璃罩内，导爆索通过钢管穿出密封塞，且导爆索与钢管穿入端密封；所述玻璃罩底端与空气压力调节装置相连。
进一步的，所述空气压力调节装置包括气针、第二连接件、电磁阀、电池、开关、压力缓冲器、球阀、压力表、真空计、泄压安全阀、空压机、真空泵；
所述气针穿过密封塞与玻璃罩相连，气针通过第二连接件与电磁阀相连，电磁阀另一端与压力缓冲器相连；所述空压机、真空泵、压力表、真空计均通过球阀与压力缓冲器相连，压力缓冲器上还安装有泄压安全阀；所述电池通过开关与电磁阀相连，电池通过开关对电磁阀通断电。
进一步的，所述炸药粉末为黑索金粉末。
进一步的，所述爆源装置中导爆索位于玻璃罩内的一端可拧成螺旋状。
进一步的，所述各路的离子电探针与不锈钢管内的柔性导爆索的接触位置保持一致,且各路导爆索长度一致。
进一步的，所述爆源装置中玻璃罩为腔体结构，包括球形、圆柱形、多边形的任意一种。
进一步的，所述爆源装置为球形或圆柱形的微量炸药球。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本发明通过在电雷管的锥形端部设置有炸药粉末以保证各路导爆索同步起爆，采用由同一电雷管分别起爆多路柔性导爆索，可以有效保证起爆的同步性，并且电雷管和炸药粉末均被第一连接件包裹在内，使密封效果更好，可用于大当量地下爆炸成坑效应模拟实验中多点爆源装置的同步起爆。
2、本发明由电雷管同时起爆多路柔性导爆索，采用离子电探针法测试起爆的同步性，同步性好，并且具有验证一致性的方法，有利于提高试验的准确性。
3、本爆源装置通过空气压力调节装置，不仅可用于控制球形装药和柱形装药条件下地下大当量爆炸抛掷现象的模拟研究，也能够用于水中、空气中高压气体爆炸现象的模拟试验研究，通用性强。
附图说明
图1为起爆控制系统示意图。
图2为爆源装置示意图。
图中：1、起爆器；2、起爆线；3、防护罩；4、电雷管；5、第一连接件；6、炸药粉末；7、不锈钢管；8、导爆索；9、离子电探针；10、脉冲形成网络；11、示波器；12、爆源装置；12-1、玻璃罩；12-2、导爆索末端；12-3、钢管；12-4、密封塞；12-5、气针；12-6、第二连接件；12-7、电磁阀；12-8、电池；12-9、开关；12-10、压力表；12-11、泄压安全阀；12-12、压力缓冲器；12-13、球阀；12-14、真空计；12-15、空压机；12-16、真空泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种多点爆源同步起爆模拟装置，包括起爆器1、电雷管4、炸药粉末6、多路导爆索8和多个爆源装置12；
所述电雷管4一端为锥形；
所述导爆索8通过穿设在不锈钢管7中彼此隔离防护；各路所述导爆索8一端分别与各爆源装置12相连，另一端均与所述电雷管4的锥形端相接；所述电雷管4的另一端通过起爆线2与起爆器1相连；
各路导爆索8和电雷管4通过第一连接件5相连，电雷管4的锥形端部设置有炸药粉末6以保证各路导爆索8同步起爆；所述电雷管4和炸药粉末6均被第一连接件5包裹在内；
所述爆源装置12采用柔爆索炮轰传爆产生的冲击波击碎玻璃球罩的方式实现单点爆源装置12精确起爆的模拟。
实施原理： 本控制系统在起爆时，起爆器1引爆电雷管4，进而引爆炸药粉末6，埋入炸药粉末6内的多路柔性导爆索8被同步引爆，导爆索8传爆产生的冲击波击碎爆源装置12，达到模拟爆炸效果，通过在电雷管4的锥形端部设置有炸药粉末6以保证各路导爆索8同步起爆，并且电雷管4和炸药粉末6均被第一连接件5包裹在内，使密封效果更好，可用于大当量地下爆炸成坑效应的模拟，操作简单、起爆控制性强、同步性好，解决当前真空室爆炸模拟试验装置中多点爆源无法精确同步起爆控制的难题。
实施例二：
结合图1，本发明的一种多点爆源同步起爆模拟装置，包括起爆器1、起爆线2、电雷管4、柔性导爆索8、起爆同步性检测装置、爆源装置12。
所述各路导爆索8穿过不锈钢管7彼此隔离防护，一端与各路爆源装置12相连，另一端与同一电雷管4锥形端相接，电雷管4另一端与起爆器1相连；各路导爆索8和电雷管4通过第一连接件5相连，电雷管4锥形端部可加入少量的炸药粉末6保证导爆索8同步起爆；电雷管4和炸药粉末6均被第一连接件5包裹在内。第一连接件5外罩设有防护罩3，避免爆炸冲击波对周围环境造成破坏。。
起爆同步性检测装置包括离子电探针9、脉冲形成网络10、示波器11。离子电探针9的一端埋入不锈钢管7的端部并与柔性导爆索8接触，另一端与导线相连，导线接入示波器11。由电雷管4同时起爆多路柔性导爆索8，采用离子电探针9法测试起爆的同步性，同步性好。离子电探针9、脉冲形成网络10以及示波器11测量精准，有利于试验的精确进行。
结合图2，爆源装置12包括玻璃罩12-1、导爆索8、钢管12-3、密封塞12-4、空气压力调节装置。玻璃罩12-1的底端通过密封塞12-4进行密封，所述接入爆源装置12的导爆索8位于玻璃罩12-1内，导爆索8通过钢管12-3穿出密封塞12-4，且导爆索8与钢管12-3穿入端密封；所述玻璃罩12-1底端与空气压力调节装置相连。
导爆索8位于玻璃罩12-1内的导爆索末端12-2拧成螺旋状，以增加导爆索8在玻璃罩12-1中心位置的长度，同时保证导爆索8在玻璃罩12-1的中心向四周传播冲击波的球形爆炸效果。导爆索8也可以为其他形状。
所述炸药粉末6可同时接入多路柔性导爆索8，并相应配套多路不锈钢管7和离子电探针9，且炸药粉末6优选为黑索金粉，也可替换为其他炸药粉末6。
各路的离子电探针9与不锈钢管7内的柔性导爆索8的接触位置应保持一致,且各路导爆索8长度一致。这样有益于进一步提高同步性，使试验更精确。
爆源装置12中玻璃罩12-1可以为球形、圆柱形、多边形或其他形状的腔体结构。
另外，爆源装置12可以简化为球形、圆柱形、或其他形状的微量炸药球。
结合图2，空气压力调节装置用于调节玻璃罩12-1内的气体压力，空气压力调节装置包括气针12-5、第二连接件12-6、电磁阀12-7、电池12-8、开关12-9、压力缓冲器12-12、球阀12-13、压力表12-10、真空计12-14、泄压安全阀12-11、空压机12-15、真空泵12-16。
气针12-5穿过密封塞12-4与玻璃罩12-1相连，气针12-5通过第二连接件12-6与电磁阀12-7相连，电磁阀12-7另一端与压力缓冲器12-12相连；所述空压机12-15、真空泵12-16、压力表12-10、真空计12-14均通过球阀12-13与压力缓冲器12-12相连，压力缓冲器12-12上还安装有泄压安全阀12-11；球阀12-13用于控制空压机12-15或真空泵12-16与压力缓冲器12-12的接通或关闭；当压力缓冲器12-12与空压机12-15接通时，压力表12-10用于测量压力缓冲器12-12内压力，即测量玻璃罩12-1内的压力；当压力缓冲器12-12与真空泵12-16连通时，真空计12-14用于测量压力缓冲器12-12内的真空度，即测量玻璃罩12-1内的真空度；所述电池12-8通过开关12-9与电磁阀12-7相连，电池12-8通过开关12-9对电磁阀12-7通断电。
当试验需要玻璃罩12-1内部的气体压力超过大气压力时，关闭真空泵12-16和真空计12-14上相应的球阀12-13，打开空压机12-15、压力表12-10及开启开关12-9，对压力缓冲器12-12充气，达到所需压力时，停止充气，断开开关12-9，此时玻璃罩12-1内部充满一定量的气体。
当试验需要玻璃罩12-1内部的气体压力低于大气压力时，关闭空压机12-15和压力表12-10上相应的球阀12-13，开启真空泵12-16和真空计12-14上相应的球阀12-13及开启开关12-9，对压力缓冲器12-12抽气，达到所需真空度时，停止抽气，关闭开关12-9，此时玻璃罩12-1内部达到一定压力，由起爆器1引爆电雷管4，进而引爆炸药粉末6，埋入炸药粉末6内的多路柔性导爆索8被同步引爆，导爆索8传爆产生的冲击波击碎玻璃罩12-1，达到释放压缩气体的目的。同时，不锈钢管7内的离子电探针9将信号传入脉冲形成网络10，而后传入示波器11，通过示波器11脉冲时间差确定多点爆源装置12的同步性。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
（1）可用于大当量地下爆炸成坑效应模拟实验中多点爆源的同步起爆。
（2）由电雷管4同时起爆多路柔性导爆索8，采用离子电探针9法测试起爆的同步性，同步性好。
（3）通用性强：本爆源控制系统不仅可用于控制球形装药和柱形装药条件下地下大当量爆炸抛掷现象的模拟研究，也能够用于水中、空气中高压气体爆炸现象的模拟试验研究。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。