[发明专利]一种光学时间差和爆速测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种光学时间差和爆速测量装置及方法，包括导索、多个导索夹具、多个导光装置和分析计算装置，所述导索安装于多个导索夹具上，所述导索夹具上设置有出口和入口，导索夹具的入口对应导索，所述导光装置设置有出光口和入光口，导索夹具的出口连接导光装置的入光口，导索夹具与导光装置一一对应连接，导光装置的出光口连接分析计算装置。本申请方案发明了一种0.1微秒级的高精度光学时间差和爆速测量装置及方法，其原理是利用导索燃烧放光的特性，采用在导索的多个不同位置布置多个光电传感器接收光信号，记录每个点光信号的时间，通过计算各个点的时间差以及对应的距离，计算出导索燃烧的爆速。

技术领域

本发明涉及光学时间差和爆速测量领域，更具体的说是涉及一种光学时间差和爆速测量装置及方法。

背景技术

目前航空航天领域火箭、导弹等的点火导索燃烧速度的测量主要采用电爆法测量、高速摄像等方法。

电爆法测量其原理是利用导索燃烧时击穿空气产生电离层导通电路，从而测量到导索两端测量点的时间差并计算燃烧速度。

高速摄像法采用及其昂贵的高速摄像机拍摄下整个燃烧过程，并分析出燃烧的时间，进而计算出燃烧爆速的方法。

电爆法、高速摄像法应用已经很成熟了，这种方法简单、稳定可靠；但是在实际的生产过程中也发现其不足之处或者缺陷，在于：

1. 电爆法：

1.1. 导索燃烧时产生的电离层是个球状，其半径很小；这要求测量时，两个测点位置都需要精确的安装部署、固定导索和导电探针的相对位置，不利于提高测量效率；

1.2. 导索燃烧时伴随着高能爆炸，多数时候会导致测量装置被损毁，即测量装置是一次性；

1.3. 因为需要精确部署导索和导电探针的相对位置，测量装置的制作、安装部署非常耗时，即工作效力非常低；

1.4. 导索燃烧伴随着高能电子辐射，要求测量现场附近的电子设备具有很高的防电子辐射、电子干扰的能力。

2. 高速摄像法：

2.1. 能满足性能要求的高速摄像机极其昂贵，而测量过程中容易受到损伤，损伤后维修需要专业的设备，维修不方便、维修费用极高；

2.2. 对测试现场的环境清洁要求很高；

2.3. 高速摄像机和配套设备组成比较复杂；

2.4. 对测试人员的专业技术水平、操作技术水平要求比较高；

2.5. 测量环境的安装部署比较耗时，测量效率低，不适应大规模生产的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种光学时间差和爆速测量装置及方法，用于解决上述问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种光学时间差和爆速测量装置，包括导索、多个导索夹具、多个导光装置和分析计算装置，所述导索安装于多个导索夹具上，所述导索夹具上设置有出口和入口，导索夹具的入口对应导索，所述导光装置设置有出光口和入光口，导索夹具的出口连接导光装置的入光口，导索夹具与导光装置一一对应连接，导光装置的出光口连接分析计算装置。

进一步的，所述导光装置包括壳体、光纤束、光放大器和聚光透镜，所述光纤束的一端设置于壳体内并与导索夹具的出口对应，所述光放大器安装于光纤束的一端，光纤束的另一端通过导索夹具的出口穿过壳体连接分析计算装置，所述导索夹具的入口设置有聚光透镜，所述光纤束正对聚光透镜的聚光点。

进一步的，所述导光装置的入光口还设置有防护玻璃，所述防护玻璃对聚光透镜进行封装。