[发明专利]主动式弹丸速度探测用光幕装置及弹丸速度测量方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及靶场测试技术领域，具体涉及一种主动式弹丸速度探测用光幕装置及弹丸速度测量方法。

二、背景技术：

在枪、炮、弹、发射药的研制和生产中，弹丸速度是需要经常测试的关键参数。目前靶场较为常用的方法是两台区截装置与测时仪共同组成测速系统。当弹丸飞越两台区截装置对应的探测靶面时，两台装置对应的电路分别输出一个脉冲信号，测时仪测得两个脉冲信号的时间间隔t，该时间间隔即为弹丸穿越两台区截装置对应的探测靶面的时间，设两台区截装置对应的探测靶面的距离为S，则可计算出弹丸飞越两台区截装置对应的探测靶面之间的平均速度为

区截装置按照弹丸是否和装置接触可以分为接触型和非接触型两类，常用的接触型区截装置包括网靶和锡箔靶，常用的非接触型的区截装置包括线圈靶、天幕靶和光幕靶。相对于接触型的区截装置，非接触的区截装置具有非接触、不影响弹丸飞行速度、测量精度高、可重复使用等诸多优点。

测速天幕靶是目前最常用的一种用于探测弹丸到达空间某一预定位置的基于光电探测原理的区截装置，天幕靶和测时仪组成的区截弹丸速度测量系统，通常由两台天幕靶、一台电源以及一台测时仪组成。天幕靶主要由光路系统、信号处理电路和机械结构组成。天幕靶光路系统主要由镜头、狭缝光阑和光电探测器件组成，镜头和狭缝光阑共同作用，在空间形成一个扇形探测光幕，如图1所示，由于天幕靶在室外使用时，通常以天空为背景，所以通常将天幕靶形成的扇形探测光幕称为天幕。天幕靶工作时，一旦有飞行物体进入该天幕，遮住了进入狭缝的部分光线，则通过狭缝而到达光敏元件的光通量就发生了变化，因此，光敏元件所在的电路中会产生一正比于该光通量变化的信号。信号处理电路将此信号经过放大、整形，最后输出一个脉冲信号。

现有天幕靶的优点是搬运方便，由于天幕靶在室外使用时，通常以天空为背景光源，所以不需要自带光源，由于没有像室内测速用光幕靶类似的光源及靶架，所以天幕靶不容易被弹丸击中。但其也存在一定的问题，如：其只能适用于天空照度在一定范围的情况，当天空照度值太低时，如在黄昏或晚上需要试验时，天幕靶则无法使用。为弥补天幕靶的这个缺点，当遇到夜晚试验时，或者需要在室内靶道试验时，则需要为天幕靶配备人工背景光源，专利“天幕靶室内测速用光源”提供了一种天幕靶配人工光源所形成的光幕探测方案，其测量原理如图2所示。天幕靶配人工光源所组成的光幕探测装置，其优点为系统拆分灵活，单独的天幕靶可以用于室外弹丸速度测量，而天幕靶与光源组合则可以用于室内弹丸速度测量，但其也存在系统复杂、安装调试困难、不易移动等问题。

专利“大靶面光幕靶”提供的方案为基于LED发光阵列和半导体接收阵列的光幕探测器，该原理的光幕探测器主要由发光器件阵列、接收器件阵列、信号处理电路、以及相应的机械结构组成，目前主要采用发光效率较高的LED作为发光器件，采用半导体二极管作为接收器件，该原理的光幕探测器可以形成2m×2m的测量靶面，两台光幕探测器组成的光幕靶被广泛应用与室内靶道弹丸速度测量。该原理的光幕探测器具有形成靶面大，测量精度高等特点。但由于其需要较长的一整排LED发光阵列和一整排半导体光电接收阵列，所以基于该原理的光幕探测装置存在系统加工、装调复杂，发光和探测元器件较多等问题。此外，由于该原理的光幕探测装置有无法避免的外围靶筐的存在，所以很容易被弹丸击中，设备经常被打坏。

三、发明内容

本发明为解决现有各种弹丸速度测试用探测光幕装置存在的设备容易被击中、系统复杂、加工和装调困难等问题，提供一种主动式弹丸速度探测用光幕装置及弹丸速度测量方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种主动式弹丸速度探测用光幕装置，其特征在于：包括设置于固定底板上的顶部开口的圆形固定套筒，圆形固定套筒的顶部开口处设置有玻璃固定板，玻璃固定板的上表面中心设置有激光器，下表面设置有次反射镜，所述的圆形固定套筒内腔设置有主反射镜，主反射镜的中心设置有直径为80mm的圆孔，所述的玻璃固定板与主反射镜之间通过反射镜压圈固定，主反射镜下方圆形固定套筒内腔底部设置有光电探测模块屏蔽罩，光电探测模块屏蔽罩内设置有信号处理电路模块和光电探测器件，所述的光电探测器件设置于信号处理电路模块上端通过信号线连接，光电探测模块屏蔽罩的顶部滤光片，所述的玻璃固定板、主反射镜、次反射镜以及滤光片均为回转体，并且和激光器的发光点同心安装。

所述的激光器为半导体扇形一字线激光器，其发光形状为扇形，扇形角度为30～160°，激光器1发出的光线的波长为650nm。

所述的玻璃固定板2为厚度10mm的圆形。