江門中微子試驗中使用的光電倍增管需要長時間承受高靜水壓力作用,由于光電倍增管外殼使用膨化硅玻璃制造,受自身結(jié)構(gòu)微觀缺陷影響不可避免的有發(fā)生碎裂的可能,并引發(fā)光電倍增管的水下內(nèi)爆（Implosion）,對其周圍設(shè)施造成危害。在可加壓密封罐中進行帶有氣囊的光電倍增管水下內(nèi)爆試驗,使用高速攝像和壓力傳感器記錄實驗過程數(shù)據(jù)。并將試驗結(jié)果與無氣囊條件下的光電倍增管水下內(nèi)爆相關(guān)數(shù)據(jù)進行對比,探究了使用氣囊進行光電倍增管水下內(nèi)爆防護的可行性,為光電倍增管的水下內(nèi)爆防護提供新的思路。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(15)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

試驗裝置示意圖

試驗中用于觸發(fā)水下內(nèi)爆的光電倍增管被安裝在壓力罐內(nèi)的工作平臺上,試驗安裝的球形氣囊內(nèi)部壓強0.1 MPa,充氣后直徑約11 cm,使用細線與光電倍增管底部相連。如圖2所示,保證試驗前氣囊位置的固定以及光電倍增管內(nèi)爆過程中氣囊能夠快速移動到真空區(qū)域內(nèi)部。進行試驗時,首先向壓力罐內(nèi)注水,并在壓力罐頂部留出一定體積的空氣,然后從壓力罐頂部對預留的空氣進行加壓,直至壓力罐內(nèi)達到0.5 MPa的試驗環(huán)境壓力為止。最后,通過工作平臺上對稱安裝在光電倍增管兩側(cè)的液壓裝置擠壓光電倍增管,使玻殼壓潰引發(fā)光電倍增管的水下內(nèi)爆。本次試驗使用1臺高速攝像機通過壓力罐上設(shè)置的高速視窗對光電倍增管水下內(nèi)爆過程進行了記錄,并使用PCB壓力傳感器在壓力罐內(nèi)設(shè)置了3處壓力測點,采集了光電倍增管水下內(nèi)爆導致的流場壓力變化狀態(tài)。PCB壓力傳感器通過安裝平臺和壓力罐頂部的延伸出的鋼制支架進行固定防止在試驗過程中傳感器在水流運動下移動,影響數(shù)據(jù)采集,三處測點分布位置如圖3所示。其中#1測點位于光電倍增管正上方,距離光電倍增管中心0.41 m;#2、#3測點位于光電倍增管同一側(cè),且高度與光電倍增管中心相同,距光電倍增管中心的距離分別為0.55 m、0.92 m。

本次試驗使用1臺高速攝像機通過壓力罐上設(shè)置的高速視窗對光電倍增管水下內(nèi)爆過程進行了記錄,并使用PCB壓力傳感器在壓力罐內(nèi)設(shè)置了3處壓力測點,采集了光電倍增管水下內(nèi)爆導致的流場壓力變化狀態(tài)。PCB壓力傳感器通過安裝平臺和壓力罐頂部的延伸出的鋼制支架進行固定防止在試驗過程中傳感器在水流運動下移動,影響數(shù)據(jù)采集,三處測點分布位置如圖3所示。其中#1測點位于光電倍增管正上方,距離光電倍增管中心0.41 m;#2、#3測點位于光電倍增管同一側(cè),且高度與光電倍增管中心相同,距光電倍增管中心的距離分別為0.55 m、0.92 m。試驗數(shù)據(jù)的采集由#1、#2壓力測點的壓力信號觸發(fā),使用中間觸發(fā)方式,觸發(fā)閾值設(shè)置為2 MPa。共采集了觸發(fā)信號前2 s和觸發(fā)后3 s的壓力數(shù)據(jù)。高速攝像機同樣使用#1、#2壓力傳感器壓力信號觸發(fā),采樣頻率設(shè)置為3 000 frame/s,對觸發(fā)信號前后各1 s的光電倍增管水下內(nèi)爆過程進行記錄。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]下保護罩對PMT水下內(nèi)爆載荷特性傳播影響的數(shù)值研究[J]. 王天穹,方志威,侯海量,金鍵,吳林杰,李茂.  兵器裝備工程學報. 2018(06)
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碩士論文
[1]光電倍增管內(nèi)爆防護裝置設(shè)計與試驗[D]. 蔣永博.沈陽工業(yè)大學 2017
[2]江門中微子探測器結(jié)構(gòu)選型分析與節(jié)點承載性能研究[D]. 周燕.重慶大學 2014



本文編號：3503299