Metrologia óptica da detonação - sensor único

Abstract

O objectivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema simples de medida da velocidade de detonação de explosivos condensados.Esta velocidade é conseguida através da utilização de um sistema opto-electrónico,em que este faz uma medição discreta por imersão de duas ou mais fibras ópticas na emulsão explosiva. Cada fibra transmite a radiação proveniente da frente de detonação, conectada através de uma ligação SMA(SubMiniature version A) a um fotodíodo. Este constitui o conversor opto electrónico com 8 canais e converte o sinal óptico em sinal eléctrico. Cada sinal é analisado pelo osciloscópio que mede o tempo entre os sinais ópticos. O modelo simples da detonação foi utilizado com o fim de determinar quais os parâmetros relevantes. A velocidade de detonação foi admitida como o mais importante. Para a sua medição procedeu-se à montagem experimental de componentes num circuito electrónico. Os sensores foram seleccionados de entre os disponíveis no mercado. Como o tempo de resposta de um sensor fotodíodo, montado em circuito resistência/condensador, depende do condensador aplicado no circuito, foi feito um estudo de optimização do seu valor, utilizando um gerador de luz pulsada. Finalmente, o sistema de medida produzido, foi aplicado em medidas de velocidade de detonação de um explosivo do tipo emulsão e discutidos os resultados.Os resultados comprovaram a validade deste método para a medida de velocidade de detonação com a utilização de fibras ópticas, bem como a sua precisão.

The main objective of this work is the development of a simple system that has the capacity of measure the detonation velocity of condensed explosives. This velocity is achieved with an optoelectronic system, for the discrete measurement of this parameter we use two optical fibers or more optical fibers inserted in the explosive emulsion. Each optical fiber transmits a radiation from the detonation front, connected through an SMA connection(SubMiniature version A) to a photodiode. This constitutes the optoelectronic converter with height channels and converts the optical signal into electrical signal. Each signal is analyzed by a digital signal sensor,that it is an oscilloscope, that measures the time between the optical signals, in ns.The simplest detonation model was initially analyzed for a selection of the relevant parameters and a detonation velocity was considered the most important one. It was selected the best components for the development of the optoelectronic sensor and the circuit were assembled, with the representative selection of the best components in the market. The photodiode is selected by the best response time, according to its circuit and an intensive study of its value. Finally, the system produced was tested, in which, according to between fibers and the time signals we can calculate velocity of detonation.The results obtained validate the method for the measurement of velocity with optical fibers, with considerable precision of results, very accurate.