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Journal of Optics Applications April 2013, Volume 2, Issue 2, PP.8-13 Measurement of Shock Wave Speed Based on Critically Curved Fiber Loops Junwei Zhao#, Shaowu Chen, Cuilei Yuwen Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an, 710024, China #Email:zhaojw0824@ Abstract The propagation characteristic of shock wave front is very important for the research on the power and effect of explosion. A device was developed to measure shock wave speed based on the principle that the insertion loss of fiber curved critically with its minimum radius of curvature increases sharply when pressure is put on it. The principle, configuration, operation process and experimental validation were discussed in detail. Experiment of shock wave from 50g TNT exploder has been carried out, and the mean speeds at 4 specified distances from the explosion center have been measured. The data obtained indicate that the speed gradually reduced with the increased distance from the explosion center, and the results prove that the device based on critically curved fiber loops is practical and effective to measure the shock wave speed. Keywords: Shock Wave; Radius of Curvature; Fiber Loop 基于临界弯曲光纤环的冲击波速度测量 赵军卫1，陈绍武1，宇文璀蕾1 西北核技术研究所，陕西西安，710024 摘 要：冲击波波面的传输时间特性对于分析爆炸物的威力和效能具有重要作用。本文利用弯曲到临界曲率半径光纤环受压后，光纤损耗急剧增大的原理，研制了一种冲击波速度测量的装置，详细介绍了该装置的测量原理、系统结构、工作过程以及实验验证，通过对50g炸药爆炸产生的冲击波速度测量，获得了距爆心不同距离的冲击波平均速度，结果表明距爆心距离越远，冲击波传输速度越低，证明了该装置对冲击波速度测量的有效性和适用性。 关键词：冲击波；曲率半径；光纤环 引言 光纤既可以作为传输介质广泛应用于通讯和数据传输，也可以制成传感器广泛用于工程测量和自动控制系统中，其主要优点是频带宽、损耗低、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、成本低廉、性能价格比高等。在爆炸冲击波测量方面，冲击波波面的走时特性对于分析炸药和其它爆炸物的威力和效能具有重要作用。常用的压电法测量冲击波，测量探头为压电传感器，2000年日本的Fukada,E.对压电传感器的发展历程和必威体育精装版进展进行了较全面的论述[1]。在国内，压电传感器在冲击波测量方面已经取得了一些成功的应用，比如西北核技术研究所的林鹏[2]在“闪光二号”加速器上成功测量了一种碳纤维编制复合材料中的冲击波波形。另外压电薄膜(PVDF)作为一种新型压电传感器在冲击波测量中也取得了一些较为成功的应用[3,4]]。然而，由于压电传感器体积大、造价高、需要外加电源、抗电磁干扰能力弱，因此在某些电磁环境复杂的场合难以满足冲击波速度测量的需要。中国工程物理研究院流体物理研究所王荣波等在“两种光纤探针在冲击波作用下的时间响应特性”[5]和“石英光纤探针在非金属材料冲击实验中的应用”[6] 以及电子科技大学的李春花等在“光纤探针技术在冲击波测量中的应用”[7]中介绍的采用光纤探针测量冲击波速度参数的装置，主要利