[发明专利]一种圆柱面光幕测速装置及其测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及靶场测试技术领域，具体涉及一种圆柱面光幕测速装置及其测速方法。

背景技术

在各类身管武器、子弹、发射药以及战斗部的研制和生产中，为了有效评判该类武器的作用效能，需准确测量弹丸或破片的飞行速度。目前在武器生产校验靶场中较为常用的测速方法是区截装置测速装置配合测时仪的方法，即沿弹丸飞行速度方向间隔一定距离放置两台测速装置，通过测量弹丸穿过两个测量装置时输出信号的时间，计算出弹丸的平均飞行速度。目前常用的测速装置主要分为接触类和非接触类两种，其中接触类测速装置主要有铜丝断靶和锡箔通靶两种，当弹丸穿过测速装置探测靶面所在平面位置时，断开或接通相应的电气回路，输出弹丸过靶信号；非接触类测速装置主要由线圈靶、天幕靶和光幕靶，其中线圈靶在通电状态下形成特定的磁场，当弹丸穿过时切割磁力线，感应出电信号，输出过靶信号。天幕靶采用光电探测器件配合狭缝光阑、光学镜头接收太阳光能量，在空间形成扇形光幕平面，当飞行弹丸穿过光幕平面时，探测器件接收到的光能量瞬时减少，经信号处理电路输出弹丸过靶信号；光幕靶自带人工光源，多个LED或半导体激光器排列成直线阵列，与直线形探测器件阵列相向安装，形成矩形探测光幕平面，当弹丸穿过光幕平面时，输出弹丸过靶信号。相比于接触式测速装置，非接触测速装置具有不干扰弹丸飞行轨迹，灵敏度高，测量精度高等优点，已得到广泛使用。

但是，现有的各类非接触测速装置形成的探测光幕(或靶面)均为平面，在使用中仍然存在着以下的问题：1、平面光幕探测装置仅适合单一方向射击或已知预定弹道方向时的速度测量：因为目前非接触测速装置的探测光幕(或靶面)均为平面，测量弹丸飞行速度时，需确保弹丸飞行轨迹垂直或近似垂直于探测靶面，否则无法保证速度的测量精度；2、难以保证战斗部静爆产生的所有破片均在测试范围内，导致试验失败：近年来，随着新型弹药武器的发展，对测速装置也有了新的要求，当被测物为战斗部时，由于战斗部爆炸后破片飞行轨迹不规则，其内部的预制破片会在水平面沿任意角度飞行，且飞行方向事先不可知，所以即便在战斗部四周布放数套平面区截测速装置，也会有破片从两套装置间的空隙穿过，此时将无法测量出破片的飞行速度，因测试的不完整，导致试验失效。

发明内容

本发明为解决无法测量任意方向飞行的破片的速度的问题，提供一种圆柱面光幕测速装置及其测速方法，其有效探测靶面为圆柱形，通过布放同圆心的光源和接收装置形成内、外圆柱形光幕面，从而实现任意方向飞行的预制破片飞行速度的测量。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种圆柱面光幕测速装置，其特征在于：包括第一圆环形光源、第二圆环形光源、第一圆环形接收装置、第二圆环形接收装置；

所述的第一圆环形光源与第一圆环形接收装置直径相同；第二圆环形光源和第二圆环形接收装置的直径相同；

所述的第一圆环形光源和第二圆环形光源同心设置并通过第一连杆连接成一平面；第一圆环形接收装置和第二圆环形接收装置同心设置并通过第二连杆连接成一平面；两平面上下设置并通过第三连杆连接成双层圆柱，所述的第一圆环形光源的光线被第一圆环形接收装置接收形成内侧圆柱形光幕面；第二圆环形光源的光线被第二圆环形接收装置接收形成外侧圆柱形光幕面；

第一圆环形光源和第二圆环形光源的外侧壁上分别设置有光源供电插座；

第一圆环形接收装置和第二圆环形接收装置的外侧壁上分别设置有接收装置插座。

所述的第一圆环形光源和第二圆环形光源通过空心圆柱腔体内设置的圆环形光源电路板，圆环形光源电路板上设置有若干个LED灯形成圆环形LED阵列形成。

所述的第一圆环形接收装置和第二圆环形接收装置的结构由空心圆柱腔体内设置的圆环形接收装置电路板，圆环形接收装置电路板上设置有若干个光电接收器形成圆环形光电接收器阵列组成。

所述的圆环形LED阵列的光源出射方向的圆周上和圆环形光电接收器阵列接收光电方向的圆周上分别设置有圆环形狭缝光阑。

所述的圆环形LED阵列中的LED为子弹头形LED发光管，发光波长为940nm，发光视场为锥状视场，LED发光管的正极相互连接，通过限流电阻与光源供电插座的电源端连接，LED发光管的负极相互连接，与光源供电插座的地线端连接，2个光源供电插座通过电缆与供电电源连接。