与阻值低的压阻传感配套的二次仪表是高速同步脉冲恒流源，它和传感器组成分压电路^【4,5】，通过测量传感器上的电压变化．就可测量出传感器的电阻随压力的变化，因此实验通过采集导爆索爆炸时传感器的电压值变化量(电压值的变化量又对应于传感器电阻值的变化量)，即可根据公式(1)计算出传感器电阻值的变化量△R／R：
                                                              △R／R = I△R／(IR) = △U／U      (1)
式中：I为恒流源电流值，A；U为无外界压力时传感器的电压值，V；△U为受到压力后的电压值的增量。
由于导爆索的爆压p满足
                                                               K·p = △R／R = △U／U               (2)
即
                                                             p = 1／K·△R／R = 1／K·△U／U    (3)
式中：R为传感器的初始电阻值，△R为相对电阻值变化，Ω；K为锰铜传感器的压阻系数，它与材料成分及传感器形状有关，而对于锰铜传感器有p = ƒ(△R／R)，锰铜压阻传感器电阻值变化与所受压力的关系可由实验标定得出，本实验系统选用锰铜压阻传感器存在下面的标定关系：
                                   P = 0．60+30．86(△U／U)+21．16(△U／U)²-6．61(△U／U)³    (4)
在实验中用示波器测量传感器的△U／U，再由公式(4)即可计算出导爆索的爆压。
2．2测试系统
由于爆轰波在导爆索中定向传播时其爆轰波成长需要一定的时间，因此实验装置以4cm长度的导爆索进行测量，同时锰铜传感器的一端桥路经同轴电缆接两路高速同步脉冲恒流源，另一端经同轴电缆接示波器作为信号采集装置^[6，7]，设计的实验装置如图2所示，
                                                   
根据所测试导爆索的直径要求，在有机套筒中心钻上相同直径的通孔，使导爆索和有机套筒间紧密配合，并且所切割的导爆索长度和有机套筒长度相同。同时，将传感器用胶水粘在有机玻璃板上，上面再放置一定厚度的保护介质，以防止导爆索底部的爆炸产物过早地使传感器引线切断或短路，而得不到完整的压力上升模拟信号。在保护介质的上面放置有机套筒(带有导爆索)，套筒的轴心应正对传感器的敏感区，并且在套筒轴心端面与传感器敏感区问避免出现空隙，这样测得的压力近似等于雷管内部该截面处的爆轰压力。该测试系统中的触发探针是高强度漆包线双绞制成，并夹在雷管(引爆导爆索)和导爆索之间。触发探针在测试前应处于断开状态，雷管爆炸后，在其端面的空气再高温高压电离使触发探针导通，从而使脉冲恒流源工作，脉冲恒流源的输出端输送给锰铜传感器一个恒定电流，同时雷管爆炸后引爆导爆索，使爆轰波沿着有机套筒的方向向下传输，当爆轰波阵面经过4cm的传输到达锰铜传感器时(按照塑料导爆索的爆速约7000m／s计算，到达传感器的时间大约为5．7µs)，并通过锰铜传感器，使其电阻值发生变化，从而引起电压的变化，再经示波器测试锰铜传感器电压的改变，获得导爆索的轴向输出压力值。
3  实验波形分析
实验中，切取直径为5cm的塑料导爆索4cm长，引爆导爆索的雷管采用8^#电雷管，通过示波器直接观察其显示的测试数据，并对比分析实验数据，计算出电压的变化，最后算出爆压值。
3．1  典型实验波形分析
为了对比分析不同测试条件下的应力波形，首先对测试信号波形在无动态压力作用下，锰铜传感器输出的典型记录波形作为参考波形，如图3所示，图中信号只是反映脉冲恒流源的输出特性。当有导爆索轴向输出压力作用时，典型的波形为在原波形上叠加了冲击波压力作用到传感器上的输出信号，测试图如图4所示。
                                                  
测试到导爆索爆压来临的时间约为6．0µm，基本上正确，相差的时间差可能是导爆索作用于传感器的时间，之后传感器炸断。分析图4实验数据如下：U = 975．00mV，△U = 381．25mV，△U／U = 0．391，并根据上述公式(4)可计算得p = 15．51GPa。我们通过多次反复试验，对于同一批次的塑料导爆索在其不同位置上截取4cm长进行实验测试，并进行统计结果分析，得到导爆索端面的爆压值大约在10～16GPa。同时，对于测试实验中失败的试验进行了深入的分析。
3．2不正常的压力波形
在用锰铜压阻法测量导爆索轴向输出压力时，由于在雷管和锰铜传感器之间加有一定的导爆索药柱，相对于以往的爆压测试结果，经常会出现一些不正常波形，这给实验结果的分析带来许多不便。在这里将对我们测试过程中遇到的不正常波形进行详细的分析。
首先，在测试过程中会出现振荡信号，振荡信号一般是叠加在正常信号之上，可能造成上升前沿和峰值变为畸形，叠加在正常信号上的振荡信号会淹没压力上升信号，造成信号失真。出现振荡信号的原因可能是传感器和有机玻璃底板、传感器和有机薄膜缓冲层、导爆索药柱轴向端面和保护介质等存有空气泡，因为这种空气泡的存在会造成波面在气泡中产生反射，造成回波干扰产生振荡信号；另外，也可能是测试现场的动力电源连接有其他的干扰设备。而对于这些失真信号如果不做专门的研究，找到失真波形的失真原因，无谓的重复试验往往会造成大量的实验失败，带来不必要的经济损失。
通过上述的前期分析，我们对下面一些典型的波形进行理论和实验分析，如图5所示的保护介质层数少时的波形。
                                                    
通过图5可以看出，在前面5µm波形中的振荡信号是因为导爆索自身的安装和紧密配合中造成的干扰信号，但是干扰信号对锰铜传感器的压力变化没有影响，而在实际的测试中没有测试到压力的形变信号，是因为在实验中导爆索到传感器之间的保护介质层比较薄，图5的保护介质层厚度是0．07mm，造成锰铜传感器对压力波形的记录在没有响应完以前导爆索的前端压力已经将传感器的敏感区炸断，导致波形失真。通过对比和实验分析保护介质层的厚度以两层(0．14mm)为最佳，太厚的保护介质层会使传感器相应压力信号可能不是导爆索轴向端面压力的真实值。
测量中常出现在无动态压力时，传感器上感应的波形信号失真，其电压一时间曲线如图6所示。
                                                        
通过图6的波形信号分析，当爆轰波在4cm长的导爆索中传播时，锰铜传感器相当于作用在无动
态压力工作下，对比于图3的参考波形，应该是幅值不变的电压信号，这种失真波形的出现很有可能是在传感器的焊接过程中焊接不当(如引出线焊点所产生的电容)造成的波形畸变。存在下面几种情形，如焊接焊盘过大、虚焊、焊盘旁边有未清理的焊锡小微珠等，这几种情况会使电流在流经焊盘处发生变化造成敏感区的低阻值桥路电阻烧毁，导致测试不到有用信号。
此外，还应注意的是测试前请勿多次试验锰铜传感器的连接和性能，对此测量可能会损坏锰铜传感器的敏感区，造成不必要的损失。
 
4   结  语
采用H型低阻值锰铜传感器及其自制的爆压测试系统，可以有效地测量导爆索轴向端面的爆轰波输出压力值，其导爆索端面的爆压值大约在10～16GPa，其差异因装药量及装药工艺的不同所致。另外，在导爆索安装测试过程中一定要注意不能出现虚焊、重复测试传感器和粘贴传感器出现气泡等问题，以免造成不必要的损失。本文对测试过程中常出现的失真波形和畸变信号进行了深入的分析，并针对不同失真信号给出了说明；这些失真波形的失真原因，对采用低阻值锰铜传感器测试爆压具有重要的参考价值。此外，本系统测量的导爆索轴向爆压值，对导爆索的输出特性也具有重要的参考价值，同时本实验装置对测量小尺寸的爆炸装置有一定的参考意义。
 
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摘自《工程爆破总第66期》