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爆破试验与爆炸试验数据采集用于爆炸试验中测量爆炸压力、冲击波、脉冲和振动的高速数据采集系统。

爆破和爆炸试验会产生极快的瞬态过程,压力波前在微秒内即可达到峰值振幅。要准确测量峰值压力、反射压力、冲击量、振动以及到达时间,需要进行高速、同步的数据采集。

Dewesoft 数据采集系统能够通过多通道以高采样率、宽动态范围、支持 IEPE/ICP 传感器以及同步高速视频的方式捕获这些事件。从炸药特性分析、生产爆破到结构测试和冲击管实验,所有信号和视频均以统一的时间基准进行记录。

预约 1对1 支持
15 MS/s/ch
15 MS/s/ch
5 兆赫带宽
5 兆赫带宽
IEPE
IEPE
电荷
电荷
压力
压力
加速度
加速度
位移
位移
速度
速度
振动
振动
力
视频
视频
高速视频
高速视频
热成像视频
热成像视频
温度
温度
热电偶
热电偶
RTD
RTD
电阻
电阻
电流
电流
电压
电压
声音
声音
声压
声压
数字 IO
数字 IO
计数器/编码器
计数器/编码器
數據記錄儀
數據記錄儀
兼容 TEDS
兼容 TEDS
DSI兼容
DSI兼容
GPS/GLONASS
GPS/GLONASS
频率
频率
FFT分析儀
FFT分析儀
動態信號分析
動態信號分析
OPC UA
OPC UA
MIL-STD-704
MIL-STD-704
MIL-STD-810G
MIL-STD-810G
MIL-STD-1553
MIL-STD-1553
PTP 同步
PTP 同步
Ethernet
Ethernet
USB 2.0
USB 2.0
USB 3.0
USB 3.0
符合 openDAQ 标准
符合 openDAQ 标准
IP67
IP67

特色功能

最高15 MHz的高速采样

爆震压力波在微秒内上升并达到峰值,因此采样率不足会导致无法捕获实际峰值幅度。 Dewesoft SIRIUS HS 和 XHS 模块的采样率分别可达 1 MHz 和 15 MHz。这一速度足以解析几微秒的上升时间,并捕获入射和反射压力的真实峰值,而非经过衰减的近似值。

可扩展的信道数量,实现全阵列覆盖

单次爆炸事件很少能仅靠一个传感器就进行表征。Dewesoft 系统的通道数量可从寥寥数个扩展至数百个。这意味着,自由场压力阵列、反射式压力计、加速度计、应变片和地面振动传感器均可通过单一同步系统进行记录,而无需事后费力地将数据拼接起来。

在一个系统中进行多物理场测量

在爆震试验中,压力很少是唯一重要的测量参数。 Dewesoft 系统可在单一同步平台上同步记录压力、温度、应变、加速度、声学、位移、旋转和视频数据,从而能够同时测量结构响应、热效应以及爆炸波本身。这避免了使用无法原生同步的独立仪器。

内置瞬态和预触发录制功能

爆炸事件具有不可预测性——人们很少能准确知道爆炸将在何时何刻发生。DewesoftX 软件可持续缓存传入的数据,并支持触发前记录和长时间瞬态存储,因此数据采集能够完整记录整个事件,包括触发前的瞬间。

高速视频与摄像头的同步集成

仅凭数据并不总能解释爆破面或目标面上发生的情况。Dewesoft 可与高速摄像机直接集成,将视频帧与压力和振动通道叠加在同一时间轴上,从而使工程师能够一边观察冲击波前沿、火球和碎片分布,一边查看产生这些现象的确切波形。

与 IEPE/ICP 爆震压力传感器直接兼容

来自PCB Piezotronics等供应商的自由场笔形探头、反射压力计和压阻式爆炸传感器可直接连接至Dewesoft内置的IEPE/ICP信号调理模块——SIRIUS XHS上可提供高达20 mA的恒流供电 ——无需外部放大器、额外设备,也不会给信号链带来额外噪声。

坚固耐用、可在野外和射击场部署的硬件

矿井工作面、试验场和户外爆破场并非实验室环境。Dewesoft SIRIUS 及便携式数据采集(DAQ)机箱专为应对粉尘、冲击与振动、极端温度以及反复的现场部署而设计。这些设备支持电池供电,并配备了能够承受恶劣环境条件的坚固连接器。

从设置到报告,仅需一个软件平台

DewesoftX 软件可处理传感器配置、实时可视化、触发、数学运算以及测试后分析——包括压力-时间曲线、脉冲(曲线下面积)计算、 FFT 以及到达时间——所有功能均集成于单一界面中,因此无需将原始数据导出到其他工具中,即可直接获得可用的结果。

免费软件,终身更新

每套系统均免费附带 DewesoftX,提供终身免费更新,且无需支付定期许可费、按用户收费或签订维护合同。 测试项目中的每位工程师均可运行完整的分析软件——而不仅仅是功能受限的查看器——且无需支付软件许可费用。若将此节省的费用乘以多年的运行时间,将节省一笔巨额开支。

Dewesoft 的卓越品质,辅以业界领先的 7 年保修服务

每套 Dewesoft 数据采集系统均由公司自主设计和制造,并标配 7 年保修期,远超业内通常的 1 至 2 年保修期。 对于必须在一次性、不可重复的爆破测试中正常运行的仪器设备而言,这一保修期限体现了硬件在现场环境中生存所需的同等制造质量。

什么是爆破试验,它为什么重要?

爆破试验,也称为爆炸试验,是指对由爆炸或其他形式的快速能量释放所产生的压力、热效应和机械效应进行受控测量。 其涵盖的规模和试验方案范围广泛:从在实验室冲击管中引爆几克的爆炸物样本,到露天矿场的全规模生产爆破,再到国防靶场的实弹射击试验,以及针对建筑物外墙或车辆钣金的爆破载荷试验。 无论哪种情况,目标都是一样的:将一种剧烈且瞬息万变的物理事件转化为准确、可用的数据。

这些数据为何重要,各行业情况虽有不同,但其重要性始终不容小觑:

  • 采矿。 爆破设计直接影响碎石质量、飞石风险,以及地面振动和空气超压波传播到附近建筑物或社区的范围。通过测量实际爆破性能——而不仅仅是建模——矿山运营商才能优化爆破设计、验证新的炸药配方,并证明其符合法定空气冲击波和振动限值的要求。

  • 土木工程。 外墙、防爆墙、桥梁及其他关键基础设施的防爆设计,在最终确定、认证或投保之前,必须根据实际荷载条件进行验证。爆炸试验是验证结构实际性能是否与设计计算结果相符的实证检验。

  • 防守。 武器和简易爆炸装置(IED)的效应、车辆装甲性能、防护装备以及人员暴露于爆炸超压的限值,均通过仪器化爆炸试验进行表征——这些数据直接用于部队防护和安全决策。

在所有这些方面,爆破试验还发挥着一个容易被忽视的作用:它是验证测试程序日益依赖的数值和仿真模型的真实世界数据集。 模拟的可靠性完全取决于其校准所依据的物理测试数据——正因如此,底层测量系统的准确性与测试本身同样重要。

DewesoftX data file tank test camera follow

冲击和爆炸试验测量中的常见挑战

爆破和爆炸测试是动态测量领域中要求较为苛刻的应用之一,其原因在于物理特性与环境因素本身,而非任何特定设备:

  • 微秒级事件。 冲击波前可在几微秒内从环境压力上升至峰值压力。如果数据采集系统的采样速度过慢,它将无法记录到“较低”的峰值——而是会完全错过真实的峰值,从而在不知不觉中低估了结果。

  • 没有第二次机会。 爆炸测试属于破坏性测试,通常无法重复进行。与大多数测量应用不同,在此类测试中,一旦出现通道设置错误或传感器饱和的情况,便无法及时发现并重新进行测试——整个测量链必须首次就正常工作,并且每次都必须如此。

  • 确切的触发时间不详。 极少能提前以毫秒为单位准确预测爆炸的精确时刻,这意味着采集系统必须通过连续的预触发缓冲功能提前开始记录,而不是等待可能来得太晚的触发信号。

  • 一个恶劣的近场环境。 安装在爆炸点附近的传感器会受到热闪光、火球辐射热、弹片以及爆炸超压本身的冲击——所有这些因素都可能在传感器进行应捕获的测量之前或期间对其造成损坏或毁坏。

  • 长距离布线与信号完整性。 人员和录音设备通常需要与引爆点保持安全距离,这可能意味着电缆布线长度从数十米到数百米不等。如果信号链未按规范正确设置,那么在如此长的距离上,电缆的电容可能会导致高频响应劣化。

  • 电磁干扰。 起爆器和起爆系统可能会向附近的电缆注入电气噪声,如果测量系统未进行适当的屏蔽和接地,则可能导致误触发或数据损坏。

  • 在广阔区域内对多种类型的传感器进行同步。 一次测试可以整合来自分布在爆炸现场或试验场各处的传感器所采集的压力、加速度、应变和视频数据——所有这些数据必须在完全相同的时间线上对齐,才能进行联合分析。

  • 远程、无人值守、户外运行。 为了保障人员安全,该系统通常必须在安全距离外或控制室内可靠地启动、记录和保存数据,同时还要在实验室仪器从未设计过的尘土、高温、低温和振动等恶劣环境下正常运行。

下文各节中描述的每一项功能,都是为了直接应对其中一项或多项挑战而设计的——从采样率和预触发缓冲,到传感器保护指南和坚固耐用的现场硬件。

完整记录压力-时间曲线,从压力上升阶段到负压阶段

爆炸或爆震会产生一种独特的压力-时间特征曲线:当冲击波前沿到达时,压力几乎瞬间跃升至峰值,随后衰减回环境压力水平,且在压力恢复之前通常会出现一个负值(低于环境压力)的阶段。

要从该信号中提取有意义的数据——无论是用于爆炸物研发、结构设计验证还是人员暴露评估——都需要一套不会扭曲或截断信号任何部分的测量链。

Dewesoft 系统的设计正是基于这一要求:

  • 每通道采样率最高可达 15 MHz 在……上 SIRIUS XHS 数据采集硬件 上升时间的分辨率远低于1微秒,因此能够捕捉到真正的峰值振幅,而非经过四舍五入的近似值。

  • 宽范围、无间隙采集 记录了波形的完整正相位和负相位,而不仅仅是初始尖峰,因此可以准确计算出脉冲(随时间积分的压力)。

  • 内置数学通道DewesoftX 直接从原始波形中计算峰值压力、到达时间、正相位持续时间和脉冲,无需导出到单独的分析软件包中。

  • 多点阵列 – 沿一条直线或网格布置的多个压力传感器 – 使工程师能够追踪冲击波前沿的传播情况,并确认波速和衰减随距离的变化规律,这是爆炸物特性表征和爆破荷载研究中的标准要求。

无论是通过实际起爆数据验证仿真模型,还是确认生产爆破是否在法规规定的空气超压限值范围内,其根本要求都是一致的:需要一套能够如实记录事件实际发生情况的测量系统。

爆破试验中,每种物理量对应一套系统

爆炸事件产生的不仅仅是压力波。建筑物会发生变形和振动,材料会升温,碎片会移动,而高声压级还会对人员造成影响。要全面了解这一事件,通常需要在同一时间基准下同时测量多个物理量。

Dewesoft 提供了一个多物理场数据采集平台,该平台将不同类型的传感器和输入源整合到一个同步系统中:

  • 压力: 用于测量入射压、反射压和静态超压的IEPE/ICP传感器和压阻式传感器

  • 温度:用于测量热效应的热电偶、电阻温度传感器和红外传感器

  • 应变:面板、幕墙及车辆装甲在爆炸荷载作用下的结构响应

  • 加速度: 结构响应、地面振动和冲击载荷

  • 声音/声学: 空气超压及人员噪声暴露测量

  • 排量: 用于测量挠度和变形的线性可变电位计(LVDT)、激光传感器和丝状电位计

  • 旋转: 用于时间基准和转速测量的编码器和转速计

  • 视频: 同步运行的高速摄像机和标准摄像机

由于所有输入信号均采用同一时间基准,工程师可直接将爆破压力与结构变形、加速度、振动及视频数据建立关联。最终可获得一套同步的数据集,无需事后对来自不同仪器的记录数据进行对齐。

这对于结构爆破试验、车辆防护试验以及其他应用场景尤为重要,在这些场景中,理解爆炸的影响与测量爆破本身同样重要。

与爆破压力传感器直接兼容,且噪声低

爆破压力通常采用以下两种传感器技术中的一种进行测量,而Dewesoft硬件的设计使其无需额外的信号调理即可兼容这两种技术:

  • ICP®/IEPE 压电式压力传感器 (石英或电气石元件、自由场笔形探头或反射式压力计)需要恒流激励源。 Dewesoft SIRIUS XHS 模块可提供高达 20 mA 的内置 IEPE 电源,满足许多高频爆破传感器规定的较高电流需求,且无需在信号路径中添加外部 ICP 放大器。

  • 压阻式压力传感器, 通常用于持续时间较长或直流耦合的测量——在此类测量中,压电传感器的电荷泄漏会成为限制因素——通过 Dewesoft 的电压和电桥输入模块进行连接。

由于信号完整性不仅取决于传感器本身,整个测量链中的几个细节也至关重要——Dewesoft 的工程和应用支持团队可针对特定的测试计划,协助明确这些细节:

  • 低电容同轴电缆 为了在从传感器到记录系统的电缆传输过程中保持高频响应,该距离可能达到数十至数百米,或位于矿区内部。

  • 谐振频率与上升时间匹配 传感器与预期脉冲持续时间之间存在一定间隔,因此传感元件本身不会成为测量的限制因素。

  • 防灼伤和防强光保护 对于安装在爆炸点附近的传感器,火球的辐射热和闪光可能会在机械冲击波尚未到达之前就影响测量结果——这是一种已有充分记录的失效模式,尤其是对于压阻式元件而言。

这种直接兼容性意味着,测试工程师可以直接将已通过特定标准或量程认证的PCB、Kistler或其他IEPE/ICP及压阻式压力传感器接入Dewesoft系统,而无需围绕数据采集(DAQ)系统重新设计信号链。

Built for the field and the lab

Blast and explosion testing rarely happens in a climate-controlled lab. Whether it's a production blast at an open-pit mine, a live-fire range test for a defense program, or a facade panel test at a civil engineering proving ground, the data acquisition hardware needs to survive the same environment as the sensors:

  • Rugged, sealed enclosures rated for dust, moisture, temperature extremes, and mechanical shock, suited to outdoor deployment and repeated setup/teardown cycles.

  • Battery and vehicle power options for sites without stable mains power, common on mine benches and remote test ranges.

  • Scalable channel count, from compact single-unit systems for a handful of sensors up to modular, multi-chassis configurations with hundreds of synchronized channels for full-array test campaigns.

  • Remote and unattended operation, so personnel can retreat to a safe distance or a control room while the system arms, waits for trigger, and records – an operational requirement, not just a convenience, on live-explosive tests.

The same hardware family that supports blast testing also handles the vibration, strain, and acoustic measurements often required alongside it – ground vibration monitoring for regulatory compliance at a mine, structural response measurement on a test panel, or acoustic overpressure assessment for personnel exposure – so a single system can cover the full instrumentation scope of a test campaign instead of requiring separate equipment for each measurement type.

一个软件平台,从传感器设置到最终报告

DewesoftX 该软件随每套 Dewesoft 数据采集系统一同提供,涵盖了爆破试验的完整工作流程,从初始传感器配置到最终报告生成:

  • 传感器和TEDS设置 内置了IEPE/ICP和桥式传感器库,因此压力传感器的灵敏度和单位在首次测量前已配置正确。

  • 灵活的触发机制,包括预触发缓冲、电平和斜率触发,以及外部触发输入(来自断线、起爆器指令或定时信号),因此系统在事件发生前就已处于待机状态并开始捕获数据。

  • 实时可视化 在设置和测试执行过程中,系统会实时显示每个通道的状态,因此可以在正式测试前确认传感器状态和信号电平——而不是在测试结束后才从数据中发现问题。由于显示屏会实时更新,工程师还可以在长时间记录仍在进行时查看传入的波形,无需等待记录完成。

  • 大型测试场地内的时间同步,包括 IRIG、GPS 和 PTP(IEEE 1588)同步技术,可确保在大型爆破现场或试验场中,多台数据采集(DAQ)设备保持与同一时钟的同步——当传感器阵列或摄像机站分布在数百米范围内,或分散在独立的记录设备上时,这一点尤为重要。

  • 冗余、故障安全型本地录制。 由于爆破试验通常无法重复进行,因此数据会在采集时立即写入机载的非易失性存储器,而非仅保存在内存中,这样即使在爆破后发生系统故障,也不会危及该次试验生成的唯一数据集。

  • 内置数学函数,包括峰值检测、脉冲(积分)计算、FFT和阶次分析、滤波以及跨通道比较,因此测试后的分析可在记录数据的同一软件中进行。

  • 自动化报告 将处理后的结果、图表和视频导出为结构化报告格式,供内部审查、交付给客户或提交给监管机构使用。

由于 DewesoftX 在所有 Dewesoft 硬件配置(从紧凑型现场单元到完整的多机箱系统)上运行方式一致,因此工程师在某个测试项目中掌握了该软件的使用方法后,无论仪器配置如何变化,都能在后续项目中应用相同的工作流程。

关注实际事件,而不仅仅是跟踪记录

压力曲线能告诉你空间某一点发生了什么;高速视频则能展示其他所有位置的情况。Dewesoft 的视频功能与压力、振动及其他模拟通道集成在同一数据采集系统中,而非作为独立的记录设备附加其上:

  • 原生高速摄像机支持: 直接支持领先的高速视频系统,以与其他所有通道相同的时间基准录制视频——无需事后借助秒表或LED闪光灯进行手动帧同步。

  • 帧级精确播放: 在 DewesoftX 中,工程师可以同步浏览视频和压力/加速度数据,将火球膨胀、碎片轨迹或结构变形与波形中导致这些现象的具体毫秒时间点相关联。

  • 标准视频: 对现成的 DirectX 或 IP 兼容摄像头的支持,可实现低成本的视频采集,并与模拟数据完全同步。

  • 热成像视频: 红外热成像摄像机的支持有助于快速查看爆炸产生的温度分布范围。

  • 多角度: 我们的测量不仅限于一台摄像机。连接多台摄像机,即可从多个角度观察爆破过程。

对于那些视觉确认与数值数据同等重要的测试项目——例如验证雷管功能、确认结构失效模式,或为报告记录破片分布情况——这种同步功能省去了传统上需要手动操作、耗时且常成为爆破测试数据包中错误来源的一个步骤。

了解更多关于 Dewesoft 视频采集.

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专为采矿、土木工程和国防爆破项目设计

爆破和爆炸测试的应用范围非常广泛,每种应用都有不同的测量要求:

  • 采矿: 爆破设计验证、炸药研发和合规性监测都需要对空气超压和地面振动进行精确测量。Dewesoft 支持在生产爆破和炸药研发中使用多点传感器阵列,应用范围涵盖从起爆压力测量到监测附近建筑物的振动和空气冲击波限值。

  • 土木工程: 抗爆结构(如幕墙、抗爆墙、桥梁和关键基础设施)需要同时测量压力、冲量、应变、位移和加速度。Dewesoft 将这些信号整合到一个同步的数据采集系统中,以便直接分析爆炸荷载和结构响应。

  • 辩护: 从冲击管和爆炸物特性分析到车辆和人员防护测试,国防领域的应用需要高采样率、多个同步通道、高速视频以及坚固耐用的现场硬件。Dewesoft 系统可满足从实验室实验到全尺寸现场测试的各种需求,并支持远程操作,以确保测试安全。

在这些应用中,面临的挑战是相同的:准确捕获快速、高振幅的爆破事件及其在每个测量通道上的影响。

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