[发明专利]一种基于光学传感的冲量测试方法及装置

权利要求书

1.一种基于光学传感的冲量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1】沿被测冲量方向布置一只导轨，所述导轨上设置一只可沿冲量方向运动的质量块，所述质量块的侧面或顶面固定有直线光栅；所述直线光栅的条纹方向垂直于冲量方向；

2】质量块在冲量作用下，沿导轨运动；

3】测量直线光栅的反射光强-时间曲线，计算得到冲量参数。

2.根据权利要求1所述的基于光学传感的冲量测试方法，其特征在于，所述测量直线光栅的反射光强-时间曲线，计算得到冲量参数的方法为：

1】取反射光强-时间曲线的正负峰值和中间点值为特征点，得出各个特征点对应的时间，根据各个特征点之间对应的距离，计算出冲击过程中各个时间段内质量块的速度；

2】根据速度-时间曲线，判读质量块受冲击后的平稳速度；

3】在激光等辐射源作用的情况下，测试实验前后质量块的质量，或者在化爆等实验中，测试实验前质量块的质量，再根据平稳速度，计算出该冲击源作用在质量块上的冲量值，再根据质量块作用面的面积，进一步计算出单位面积上质量块受到的冲量值。

3.一种基于光学传感的冲量测试装置，包括导轨和质量块，其特征在于：还包括固定在质量块侧面安装的直线光栅和固定在导轨上的直线光栅反射光强-时间测量装置；所述直线光栅的条纹方向垂直于冲量方向；所述直线光栅反射光强-时间测量装置包括光源、光纤探头、光电转换器、信号放大单元和信号记录单元；所述光纤探头用于将光源产生的光束垂直射向直线光栅并将直线光栅反射的光信号传送至光电转换器，所述光电转换器用于将反射的光信号转换成电信号输出，所述信号放大单元用于放大光电转换器输出的电信号，所述信号记录单元用于记录信号放大单元输出的电信号。

4.根据权利要求3所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述的光纤探头由单根输出光纤和多根接收光纤组成，其中输出光纤连接光源，多根接收光纤集为一束后连接光电转换器。

5.根据权利要求3所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述的光纤探头由光纤环行器和分别连接在光纤环行器的输出光纤、接收光纤、探测光纤组成，其中输出光纤的另一端连接光源，接收光纤的另一端连接光电转换器，探测光纤另一端输出光束至直线光栅并接收直线光栅的反射光信号。

6.根据权利要求3所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述的光纤探头由一进二出的光纤耦合器和分别连接在光纤耦合器出口的输出光纤、接收光纤和连接在光纤耦合器进口的探测光纤组成，其中输出光纤的另一端连接光源，接收光纤的另一端连接光电转换器，探测光纤的另一端输出光束至直线光栅并接收直线光栅的反射光信号。

7.根据权利要求3或4或5或6所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述光纤探头设置有用于输出光束整形的透镜组件。

8.根据权利要求7所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述的透镜组件为“L型”结构。

9.根据权利要求8所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述的直线光栅反射光强-时间测量装置还包括设置在光源和光纤探头之间的光衰减器。

10.根据权利要求9所述的基于光学传感的冲量测试装置，其特征在于：所述光源为LD或LED；所述光纤的芯径为62.5um多模光纤；所述光源波长为850nm；所述光纤探头与光栅平面的垂直距离为0.5～1.5mm；所述光栅的栅距为100μm。