Применение методов многомодовой радиоинтерферометрии в диагностике газодинамических процессов

• Автор: Пархачев, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Список сокращений
Введение
1. Основные параметры газодинамических процессов и методы их измерения
Классическая теория детонации
Структура детонагрюнной волны в модели ЗНД
Экспериментальные методы исследования структуры детонационной волны
2. Интерферометрические методы измерения параметров газодинамических процессов
2.1. Принципы микроволновой интерферометрии
Принцип работы интерферометра мм диапазона
Обработка интерферограмм
Диэлектрические параметры
Погрешности интерферометрических оценок
2.2. Техника и точность интерферометрических измерений. Обзор современного состояния вопроса
2.3. Многомодовая интерферометрия газодинамических процессов в мм диапазоне
3. Измерение скорости детонации и сопутствующих параметров в тонких диэлектрических цилиндрах ВВ
3.1. Цели исследования и постановка эксперимента
3.2. Метод обработки данных, полученных при многомодовом зондировании тонких диэлектрических цилиндров ВВ
Шаг 1. Электродинамическая модель
Шаг 2. Оптимизация параметров
Шаг 3. Оценка потенциальной точности
Шаг 4. Учёт коррелированных флуктуаций параметров
Блок-схема процедуры анализа данных при зондировании стержней ВВ
3.3. Обработка экспериментальных данных, полученных при зондировании тонких диэлектрических цилиндров ВВ
4. Измерение скорости распространения детонации в плоскопараллельных диэлектрических полосках ВВ
4.1. Цели исследования и постановка эксперимента
4.2. Метод обработки данных, полученных при многомодовом зондировании плоскопараллельных образцов ВВ
Шаг 1. Электродинамическая модель
Шаг 2. Оптимизация параметров
Шаг 3. Оценка потенциальной точности
Блок-схема процедуры анализа данных при зондировании полосок В В
4.3. Обработка экспериментальных данных, полученных при зондировании плоскопараллельных образцов ВВ
5. Измерение параметров газодинамических процессов в шашках ВВ
5.1. Цели исследования и постановка эксперимента
5.2. Метод обработки данных, полученных при многолучевом зондировании диэлектрических шашек ВВ
Шаг 1. Электродинамическая модель
Шаг 2. Учёт нестационарности
Шаг 3. Оптимизация параметров
Блок-схема процедуры анализа данных при зондировании шашек В В
5.3. Обработка экспериментальных данных, полученных при зондировании шашек ВВ
Заключение
Литература
Список публикаций соискателя

Список сокращений
БПФ - быстрое преобразование Фурье;
ВВ - взрывчатое вещество;
ЗНД - Зельдович-Нейман-Дёринг;
ЛДИС - лазерный доплеровский измеритель скорости; ЛИВС - лазерный измеритель волновых скоростей; ПД - продукты детонации;
ФЭУ - фотоэлектронный умножитель.
Введение
В настоящее время измерение параметров газодинамических процессов остаётся сложной научно-технической задачей. Существует целый ряд различных методов измерений - метод откола, оптический метод, метод лазерного измерения, магнитоэлектрический метод, пьезорезистивные и пьезоэлектрические методы, рентгенографический метод,
радиоинтерферомегрический метод и др. — среди которых очевидными преимуществами обладают бесконтактные или невозмущающие процесс [1]. Ряд специфических проблем возникает при исследовании процессов, приводящих к разрушению исследуемого объекта, например, при исследовании ударных или детонационных явлений во взрывчатых веществах (ВВ). При промышленном: изготовлении ВВ, необходимо осуществлять контроль соответствия его параметров техническим условиям. Наиболее важным параметром процесса детонации является средняя скорость её распространения, а таюке разброс её мгновенных значений. Общепринятый метод измерения скорости распространения детонации основан на применении контактных датчиков, устанавливаемых на тестируемом образце. Недостатками этого метода следует считать принципиальное присутствие возмущений, вносимых датчиками в объект исследования, а также измерение только средних значений скорости на интервалах между соседними датчиками. Причём увеличение плотности размещения датчиков влечёт усиление вносимых искажений. Достоинством контактного метода является высокая точность измерений, определяемая в основном погрешностью измерения расстояния между датчиками, которая может составлять доли процента.
Альтернативным методом измерения скорости детонации является радиоинтерферометрический метод [2]. Принципиальная схема всех интерферометрических измерений предполагает наличие интерферометра,

материала, из которого изготовлен опытный образец, определяется по техническим условиям на материал или посредством независимого измерения.
Относительная погрешность определения соэа для отклонения менее 2.56° не превышает 0.001. Для антенны интерферометра, создающей сферическую волну, например, открытый конец диэлектрического волновода, погрешность определения соэа не имеет значения в силу равноправности всех направлений излучения электромагнитной волны такой антенной.
Относительная погрешность определения частоты определяется по формуле
80. = 2(5(р + ЗТд)
где 8ф - относительная погрешность определения текущей фазы принимаемого интерферометром сигнала, ЪТд - относительная погрешность временного интервала дискретизации регистрирующего прибора. Величина ЪТд является технической характеристикой регистрирующего прибора и определяется в соответствии с его техническим описанием. Величина 8ф для гармонического сигнала равна нулю, т.к. по трём отсчетам синусоиды величина ф определяется точно.
В реальном эксперименте вместо чистой синусоиды интерферометр принимает сигнал в виде аддитивной смеси случайного узкополосного процесса, несущего информацию об исследуемом объекте, и гауссова шума. Если время корреляции (тк) случайного узкополосного процесса сравнимо со временем анализа сигнала (7), т.е. амплитуда, начальная фаза и частота меняются очень мало на интервале анализа, то реализуемый при обработке интерферограмм алгоритм, описанный, например, в [50], дает несмещенную оценку частоты (без систематической составляющей погрешности) с гауссовым распределением и минимально возможной дисперсией для заданного достаточно большого отношения сигнал/шум. Если тк«7’, при отношении энергии сигнала к спектральной плотности мощности шума