激波管是压力传感器校准的核心设备，用来产生平面激波。所谓激波，是气体某处压力发生突然变化，压力波高速传播。波的速度与压力变化强弱有关，压力变化越大，波速越高。传播过程中，波阵面到达某处，该处气体压力、密度和温度都发生突变；波阵面未到处，气体不受波的扰动；波阵面过后，波阵面后面的气体温度、压力都比波阵面前面的髙，气体粒子向波阵面前进的方向流动，其速度低于波阵面前进速度。

　　激波波阵面很薄，它与分子平均自由路程处于同一数量级。在试验中，激波的厚度足可以忽略不计。气体压力由波前压力跃升到波后的压力只需要10-8~10-9s。

　　激波管的结构如下图所示。

　　激波管结构简图

　　其基本结构为一个圆形或方形断面的直管，中间用膜片隔分为两段。一段为高压段，一段为低压段。用破膜针刺破膜片，高压段气体就向低压段挤过去，形成向低压段的激波，两气体接触面也向低压段前进，前进速度低于激波。下图示出了激波管各工作阶段示意图。激波管高压和低压段的气体，可以是空气-空气、氮气-空气等。

　　激波管各工作阶段示意图

　　图（a）为破膜前的压力状况。（b）为破膜后的压力状况。在低压段，激波以超音速向右推进，其速度为W。激波未到处，压力P1保持不变，激波后面至接触面间的压力为P2（P1﹤P2﹤P3），激波后面的气体也向低压段运动，与接触面等速。接触面与激波的速度差（w-u2）小于该点气体声速。

　　在高压段，破膜时膜片附近产生稀疏波，以该处声速向左(与激波反向)传播。稀疏波经过的点，压力下降为p4(p4=p2)，即稀疏波右段和激波左段气体压力相等，速度相同，但以接触面为分界线。两边气体温度不同，靠近激波一侧，因压力跃升过程气体受压缩导致温度升高，随之，该处声速升高；靠近稀疏波一侧的气体，因气体膨胀导致温度下降，该处声速随之降低。稀疏波到达高压段端部并被反射从左向右传播的过程如图（c）所示。

　　在稀疏波前面，压力仍为原来的值九，稀疏波后降至p6（p6﹤p4）。稀疏波波速为该地声速与该地气流速度的和，它高于激波速度，如果激波管足够长，则稀疏波将追上激波。图（d）示出了稀疏波赶上了激波的情况。

　　减小激波管的长度，使稀疏波赶上激波前，激波则已到达右端面并被反射。若右端刚性封闭，那么反射波仍为激波，在反射激波前(左端)压力保持为原值p2，激波后面到右端面之间压力升高到p5（p5﹤2P2）如图（e）所示。若右端面是开口的，则当激波冲出管口时会向管内反射一个稀疏波，如图（f）所示。

　　下表列出的部分激波管压力数据，其中，p4是高压室压力，p2是激波压力，p1是低压室压力。

　　部分激波管压力数据

　　若将传感器安装于激波管侧壁上，则将感受p2－p1的阶跃压力；若安装于低压端面，则所感受的压力为p5－p1。

　　在设计时，应考虑激波管的强度和减震要求。传感器的安装位置分端面安装和低压段侧面安装。侧面安装点靠近膜片，则压力p2的作用时间可延长。但因为破膜后激波要经过一定距离才可形成，故也不能太靠近膜片，经验安装点一般距膜片10〜20倍内径的距离。这种安装方式阶跃压力幅值不大，但与某些实际测压情况类似，故仍普遍采用。端面安装则阶跃压力幅值高，压力上升时间短，且压力作用面非常均匀，是一种通常采用的安装方式。

　　激波管所用膜片随压力范围而改变。压力很低时用纸片，中等程度压力可用各种塑料膜片，高低时用铜、铝等金属膜片。

　　破膜方式可采用超压自然破膜，也可用撞针或刺刀击破。

　　激波管内波速可用光学方法测定，也可用激波通过贴有薄膜电阻片的两点间（距离已知）所用时间来求得。

　　文章来源：传感器专家网