Analyse des Explosionsverlaufs mit der Solid-State-Streak-Kamera S3C-1

Visualisierung der Krümmung der Detonationsfront mit zeitlicher Auflösung im Nanosekundenbereich

Wird die chemische Reaktion in einem homogenen Sprengstoff an einem kleinen Punkt ausgelöst, so breitet sich die Reaktion kugelförmig aus. Die Ausbreitung kann an der Grenzfläche zwischen dem Sprengstoff und der Luft als optische Emission beobachtet werden. Die Messung entlang nur einer Linie aus ausreichend, muss bei schneller Ausbreitung aber mit hoher zeitlicher Auflösung im Nanosekundenbereich erfasst werden.  Die kugelförmige Ausbreitung führt zur Krümmung der Detonationsfront. Es wird erwartet, dass die Emission in der Mitte der Linie beginnt und sich dann symmetrisch entlang der Linie zu den Rändern hin ausbreitet.  Die Analyse dieser Krümmung ermöglicht die Bestimmung der dynamischen Prozesse im Inneren des Sprengstoffs.

Anstelle einer konventionellen Streakkamera, die eine Vakuumröhre verwendet, kommt die halbleiterbasierte Streakkamera S3C-1 zum Einsatz. Die Ausbreitung der optischen Emission ist innerhalb von 2 µs abgeschlossen und die S3C-1 ermöglicht es, diesen Vorgang mit einer zeitlichen Auflösung von 10 ns zu erfassen. Die Post-Trigger-Funktion der S3C-1 wird genutzt, um die Emission ohne Beeinträchtigung durch den starken Jitter des Zünders zu erfassen. Ein Anwendungsbericht beschreibt den Aufbau und die experimentellen Details. Dieser ist auf Anfrage bei Optronis erhältlich.