主動式彈丸速度探測用光幕裝置及彈丸速度測量方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及靶場測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置及彈丸速度測量方法。本發(fā)明專利技術(shù)測量原理簡單，抗干擾能力強(qiáng)，采用了主動光源，不受外界天空亮度的影響，只與彈丸彈體反射激光光線有關(guān)，實現(xiàn)了彈丸飛行速度的全天候測量。本發(fā)明專利技術(shù)采用的技術(shù)方案包括激光器，激光器位于玻璃固定板的上方，玻璃固定板被安裝在圓形固定套筒的上方，次反射鏡位于玻璃固定板的下方，主反射鏡位于次反射鏡的下方，光電探測模塊屏蔽罩安裝于固定底板上，光電探測模塊屏蔽罩的上方安裝有濾光片，光電探測器件位于濾光片的下方，信號處理電路模塊位于光電探測模塊屏蔽罩的下方，光電探測器件和信號處理電路模塊通過信號線相連。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
主動式彈丸速度探測用光幕裝置及彈丸速度測量方法一、
本專利技術(shù)涉及靶場測試
，具體涉及一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置及彈丸速度測量方法。二、
技術(shù)介紹
：在槍、炮、彈、發(fā)射藥的研制和生產(chǎn)中，彈丸速度是需要經(jīng)常測試的關(guān)鍵參數(shù)。目前靶場較為常用的方法是兩臺區(qū)截裝置與測時儀共同組成測速系統(tǒng)。當(dāng)彈丸飛越兩臺區(qū)截裝置對應(yīng)的探測靶面時，兩臺裝置對應(yīng)的電路分別輸出一個脈沖信號，測時儀測得兩個脈沖信號的時間間隔t，該時間間隔即為彈丸穿越兩臺區(qū)截裝置對應(yīng)的探測靶面的時間，設(shè)兩臺區(qū)截裝置對應(yīng)的探測靶面的距離為S，則可計算出彈丸飛越兩臺區(qū)截裝置對應(yīng)的探測靶面之間的平均速度為區(qū)截裝置按照彈丸是否和裝置接觸可以分為接觸型和非接觸型兩類，常用的接觸型區(qū)截裝置包括網(wǎng)靶和錫箔靶，常用的非接觸型的區(qū)截裝置包括線圈靶、天幕靶和光幕靶。相對于接觸型的區(qū)截裝置，非接觸的區(qū)截裝置具有非接觸、不影響彈丸飛行速度、測量精度高、可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)。測速天幕靶是目前最常用的一種用于探測彈丸到達(dá)空間某一預(yù)定位置的基于光電探測原理的區(qū)截裝置，天幕靶和測時儀組成的區(qū)截彈丸速度測量系統(tǒng)，通常由兩臺天幕靶、一臺電源以及一臺測時儀組成。天幕靶主要由光路系統(tǒng)、信號處理電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。天幕靶光路系統(tǒng)主要由鏡頭、狹縫光闌和光電探測器件組成，鏡頭和狹縫光闌共同作用，在空間形成一個扇形探測光幕，如圖1所示，由于天幕靶在室外使用時，通常以天空為背景，所以通常將天幕靶形成的扇形探測光幕稱為天幕。天幕靶工作時，一旦有飛行物體進(jìn)入該天幕，遮住了進(jìn)入狹縫的部分光線，則通過狹縫而到達(dá)光敏元件的光通量就發(fā)生了變化，因此，光敏元件所在的電路中會產(chǎn)生一正比于該光通量變化的信號。信號處理電路將此信號經(jīng)過放大、整形，最后輸出一個脈沖信號。現(xiàn)有天幕靶的優(yōu)點(diǎn)是搬運(yùn)方便，由于天幕靶在室外使用時，通常以天空為背景光源，所以不需要自帶光源，由于沒有像室內(nèi)測速用光幕靶類似的光源及靶架，所以天幕靶不容易被彈丸擊中。但其也存在一定的問題，如：其只能適用于天空照度在一定范圍的情況，當(dāng)天空照度值太低時，如在黃昏或晚上需要試驗時，天幕靶則無法使用。為彌補(bǔ)天幕靶的這個缺點(diǎn)，當(dāng)遇到夜晚試驗時，或者需要在室內(nèi)靶道試驗時，則需要為天幕靶配備人工背景光源，專利“天幕靶室內(nèi)測速用光源”提供了一種天幕靶配人工光源所形成的光幕探測方案，其測量原理如圖2所示。天幕靶配人工光源所組成的光幕探測裝置，其優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)拆分靈活，單獨(dú)的天幕靶可以用于室外彈丸速度測量，而天幕靶與光源組合則可以用于室內(nèi)彈丸速度測量，但其也存在系統(tǒng)復(fù)雜、安裝調(diào)試?yán)щy、不易移動等問題。專利“大靶面光幕靶”提供的方案為基于LED發(fā)光陣列和半導(dǎo)體接收陣列的光幕探測器，該原理的光幕探測器主要由發(fā)光器件陣列、接收器件陣列、信號處理電路、以及相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，目前主要采用發(fā)光效率較高的LED作為發(fā)光器件，采用半導(dǎo)體二極管作為接收器件，該原理的光幕探測器可以形成2m×2m的測量靶面，兩臺光幕探測器組成的光幕靶被廣泛應(yīng)用與室內(nèi)靶道彈丸速度測量。該原理的光幕探測器具有形成靶面大，測量精度高等特點(diǎn)。但由于其需要較長的一整排LED發(fā)光陣列和一整排半導(dǎo)體光電接收陣列，所以基于該原理的光幕探測裝置存在系統(tǒng)加工、裝調(diào)復(fù)雜，發(fā)光和探測元器件較多等問題。此外，由于該原理的光幕探測裝置有無法避免的外圍靶筐的存在，所以很容易被彈丸擊中，設(shè)備經(jīng)常被打壞。三、
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為解決現(xiàn)有各種彈丸速度測試用探測光幕裝置存在的設(shè)備容易被擊中、系統(tǒng)復(fù)雜、加工和裝調(diào)困難等問題，提供一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置及彈丸速度測量方法。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：包括設(shè)置于固定底板上的頂部開口的圓形固定套筒，圓形固定套筒的頂部開口處設(shè)置有玻璃固定板，玻璃固定板的上表面中心設(shè)置有激光器，下表面設(shè)置有次反射鏡，所述的圓形固定套筒內(nèi)腔設(shè)置有主反射鏡，主反射鏡的中心設(shè)置有直徑為80mm的圓孔，所述的玻璃固定板與主反射鏡之間通過反射鏡壓圈固定，主反射鏡下方圓形固定套筒內(nèi)腔底部設(shè)置有光電探測模塊屏蔽罩，光電探測模塊屏蔽罩內(nèi)設(shè)置有信號處理電路模塊和光電探測器件，所述的光電探測器件設(shè)置于信號處理電路模塊上端通過信號線連接，光電探測模塊屏蔽罩的頂部濾光片，所述的玻璃固定板、主反射鏡、次反射鏡以及濾光片均為回轉(zhuǎn)體，并且和激光器的發(fā)光點(diǎn)同心安裝。所述的激光器為半導(dǎo)體扇形一字線激光器，其發(fā)光形狀為扇形，扇形角度為30～160°，激光器1發(fā)出的光線的波長為650nm。所述的玻璃固定板2為厚度10mm的圓形。所述的濾光片為窄帶濾光片，其通過中心波長為650nm，與激光器發(fā)光波長相匹配。所述的光電探測模塊屏蔽罩和圓形固定套筒與固定底板通過螺釘連接。所述的方法通過采用主動式的半導(dǎo)體扇形一字線激光器發(fā)出的光線形成彈丸探測光幕，再通過折反式光電探測系統(tǒng)接收彈丸反射的光線，進(jìn)而實現(xiàn)探測彈丸到達(dá)空間預(yù)定位置的目的，兩套同樣的裝置配合測時儀便可完成彈丸速度的測量；具體的探測步驟為：1)調(diào)整兩套彈丸光幕探測裝置在空間的位置和兩套裝置的距離，并用鋼卷尺或激光測距儀測量兩套彈丸光幕探測裝置之間的距離S；2)測試裝置上電啟動工作；3)實彈射擊，彈丸穿越測量光幕面，彈體反射回一部分激光器發(fā)出的光線，反射回的光線穿過玻璃固定板，并依次經(jīng)過主反射鏡和次反射鏡的反射，然后再穿過濾光片，最終被光電探測器件接收，光電探測器件將微弱的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；4)光電探測器件產(chǎn)生的微弱電信號通過信號傳輸電纜傳輸至信號處理電路模塊，信號處理電路模塊對光電探測器件產(chǎn)生的微弱電信號進(jìn)行放大、濾波、整形和輸出，最終輸出一個與彈丸穿越探測光幕時刻相對應(yīng)的脈沖信號；該脈沖信號通過信號傳輸電纜傳輸給測時儀，用于啟動測時儀開始計時；同樣，當(dāng)彈丸飛越第二臺彈丸光幕探測裝置時，第二臺彈丸光幕探測裝置對應(yīng)的信號處理電路模塊同樣輸出一個與彈丸穿越探測光幕時刻相對應(yīng)的脈沖信號，該脈沖信號同樣經(jīng)過信號傳輸電纜傳輸給測時儀，用于停止測時儀計時，測時儀得到兩個脈沖信號的時間間隔，即為彈丸飛越兩臺探測光幕所對應(yīng)的時間t；5)測時儀進(jìn)一步根據(jù)所測量得到的時間t和兩臺裝置探測光幕之間的距離S計算出彈丸穿越兩個探測光幕面之間的平均飛行速度V：6)得到彈丸飛行速度V，測時儀顯示和存儲計算結(jié)果V。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：1、本專利技術(shù)測量原理簡單，只需要一臺半導(dǎo)體一字線激光光源和一個折反式大通光孔徑光學(xué)鏡頭即可形成系統(tǒng)探測光幕，光路系統(tǒng)簡單；2、本專利技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)，由于系統(tǒng)采用主動式激光光源，配合與光源波長相互匹配的濾光片，使得裝置不容易受到外界其它波段光線的干擾，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；3、本專利技術(shù)采用了主動光源，不受外界天空亮度的影響，只與彈丸彈體反射激光光線有關(guān)，實現(xiàn)了彈丸飛行速度的全天候測量，即裝置在白天和晚上均可以使用，同樣在室內(nèi)外均可使用；4、本專利技術(shù)采用無靶架和靶筐式設(shè)計，大大降低設(shè)備被彈丸擊中的風(fēng)險。四、附圖說明：圖1天幕形成原理圖；圖2天幕靶配弧形光源形成的探測光幕測量裝置示意圖；圖3是本專利技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)裝置前視光路示意圖；圖5是本專利技術(shù)裝置側(cè)視光路示意圖；圖6是兩套本專利技術(shù)裝置和測時儀組成的彈丸速度測本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：包括設(shè)置于固定底板(11)上的頂部開口的圓形固定套筒(10)，圓形固定套筒(10)的頂部開口處設(shè)置有玻璃固定板(2)，玻璃固定板(2)的上表面中心設(shè)置有激光器(1)，下表面設(shè)置有次反射鏡(4)，所述的圓形固定套筒(10)內(nèi)腔設(shè)置有主反射鏡(5)，主反射鏡(5)的中心設(shè)置有直徑為80mm的圓孔，所述的玻璃固定板(2)與主反射鏡(5)之間通過反射鏡壓圈(4)固定，主反射鏡(5)下方圓形固定套筒(10)內(nèi)腔底部設(shè)置有光電探測模塊屏蔽罩(9)，光電探測模塊屏蔽罩(9)內(nèi)設(shè)置有信號處理電路模塊(8)和光電探測器件(7)，所述的光電探測器件(7)設(shè)置于信號處理電路模塊(8)上端通過信號線連接，光電探測模塊屏蔽罩(9)的頂部濾光片(6)，所述的玻璃固定板(2)、主反射鏡(5)、次反射鏡(3)以及濾光片(6)均為回轉(zhuǎn)體，并且和激光器(1)的發(fā)光點(diǎn)同心安裝。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：包括設(shè)置于固定底板(11)上的頂部開口的圓形固定套筒(10)，圓形固定套筒(10)的頂部開口處設(shè)置有玻璃固定板(2)，玻璃固定板(2)的上表面中心設(shè)置有激光器(1)，下表面設(shè)置有次反射鏡(4)，所述的圓形固定套筒(10)內(nèi)腔設(shè)置有主反射鏡(5)，主反射鏡(5)的中心設(shè)置有直徑為80mm的圓孔，所述的玻璃固定板(2)與主反射鏡(5)之間通過反射鏡壓圈(4)固定，主反射鏡(5)下方圓形固定套筒(10)內(nèi)腔底部設(shè)置有光電探測模塊屏蔽罩(9)，光電探測模塊屏蔽罩(9)內(nèi)設(shè)置有信號處理電路模塊(8)和光電探測器件(7)，所述的光電探測器件(7)設(shè)置于信號處理電路模塊(8)上端通過信號線連接，光電探測模塊屏蔽罩(9)的頂部濾光片(6)，所述的玻璃固定板(2)、主反射鏡(5)、次反射鏡(3)以及濾光片(6)均為回轉(zhuǎn)體，并且和激光器(1)的發(fā)光點(diǎn)同心安裝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：所述的激光器(1)為半導(dǎo)體扇形一字線激光器，其發(fā)光形狀為扇形，扇形角度為30～160°，激光器1發(fā)出的光線的波長為650nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：所述的玻璃固定板2為厚度10mm的圓形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：所述的濾光片(6)為窄帶濾光片，其通過中心波長為650nm，與激光器(1)發(fā)光波長相匹配。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動式彈丸速度探測用光幕裝置，其特征在于：所述的光電探測模塊屏蔽罩(9)和圓形固定套筒(10)與固定底板(11)通過螺釘連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)外均可使用的主...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董濤，倪晉平，田會，張晨曦，
申請(專利權(quán))人：西安工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61