Page 4 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

458 杨爽，孙秀娟，王万军，付秋菠

包含光纤探测器、光谱仪（Shamrock 303i A，采用 An⁃ （DG545）实现放电回路和光谱仪的同步延时。
dor DH720⁃18F⁃03 型 ICCD）和计算机。在与爆炸箔 2.3 飞片速度 PDV 测试方法
表面的法线方向观测光谱信号，光谱信号经光纤采集 采用光子多普勒测速仪（PDV）进行飞片速度测
传输至光谱仪再输入到计算机进行分析。通过同步机 量，测试示意图如图 2 所示。

图 2 飞片速度 PDV 测试示意图
Fig.2 PDV diagram for the flyer speed test

测速仪采用波长为 1550 nm 的激光作为光源，采 可得
用微型光纤探头作为末端传感器。激光器输出的光被 v ( t ) = 1/2[f ( t ) - f ( t )] /λ 0 （5）
d
0
-1
1×2 光纤分束器分成 2 路，一束光经过环形器 1 端口从 式中，v（t）为飞片运动速度，m·s ，λ 为中心波长，nm。
0
环形器 2 端口出射，再由光纤探头射向飞片，从飞片反 即获得特征频率之后，经线性转换便获得了特征速度。
射回来的光由同一探头收集进入环形器 2 端口，然后
从环形器 3 端口出射，到达 2×1 光纤耦合器中。分束 3 结果与讨论
器分出来的另一束光经过一个衰减器后进入 2×1 光纤
3.1 Ni/Cu 复合爆炸箔制备
耦合器，与信号光发生光学混频干涉。当飞片运动时，
Ni/Cu 复合薄膜 SEM 测试结果如图 3 所示。由图 3
由于多普勒效应，信号光频率产生与飞片运动速度成
正比的偏移，导致干涉光频率发生正比于飞片速度的
变化。最后由光电探测器获取混频信号，并由高速数
字示波器（Agilent DSA⁃X93204A）记录下干涉光的频
率变化，即可计算获得飞片运动的速度历程。
根据光的干涉理论，干涉波形信号可表示为：
I (t) = I (t) + I (t) +
d
0
]
t 0}
2 I ( ) t I ( ) t cos 2π [ f ( ) t - f ( ) t dt + φ （3）
{ ∫
d
0
d
0
0
式中，I（t）为参考光光强，cd；I（t）为靶面回光光强， a. （Ni 300 Cu 400 ） 5 Ni 300
d
0
cd；f（t）为参考光频率，Hz；f（t）为信号光频率，Hz；φ 0
d
0
为 初 始 相 位 角 。 式（3）等 号 右 边 的 前 两 项 为 直 流 分
量，第 3 项为带有与飞片运动速度相关的频率变化的交
流分量。由第 3 项表达式可知，飞片不动，f（t）=f（t）；
0
d
飞片运动，则在某一特定时刻可得到二者的频率差为
f（t）-f（t），对以该时刻为中心时刻的短时波形信号进
d
0
行短时傅里叶变换（STFT）之后，频谱能量主要集中在
f（t）-f（t）频率处，即用短时傅里叶变换从时频能量谱
d
0
上通过分辨出能量集中频段，可辨别出该中心时刻以 b. （Ni 200 Cu 300 ） 8
f（t）-f（t）为特征频率的信息。由多普勒频移原理 图 3 Ni/Cu 复合多层膜扫面电镜图
d
0
f ( t ) - f ( t ) = 2v ( t ) /λ 0 （4） Fig.3 SEM micrographs of the Ni/Cu multilayers
d
0
Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.6, 2019（456-464） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn