反射式激光幕测速方法技术

本发明专利技术属于火炮射弹初速测量技术领域，具体涉及一种反射式激光幕测速方法。为解决上述技术问题，本发明专利技术提供的测速方法对炮火初速进行校准，其相隔预设定间距的激光幕结构，依靠弹丸通过时产生的反射光，光电探测器将携带时间差的光信号转换为电信号，信号处理器对电信号进行分析，结合预设定的间距，从而解算出弹丸在经过两个扇形面光源期间的平均速度。其测速精度不大于0.5‰，不仅能够提供高精度的炮弹初速测量工艺，同时亦满足运载轻便、测量口径适用范围广的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于火炮射弹初速测量
，具体涉及一种。为解决上述技术问题，本专利技术提供的测速方法对炮火初速进行校准，其相隔预设定间距的激光幕结构，依靠弹丸通过时产生的反射光，光电探测器将携带时间差的光信号转换为电信号，信号处理器对电信号进行分析，结合预设定的间距，从而解算出弹丸在经过两个扇形面光源期间的平均速度。其测速精度不大于0.5‰，不仅能够提供高精度的炮弹初速测量工艺，同时亦满足运载轻便、测量口径适用范围广的要求。【专利说明】
本专利技术属于火炮射弹初速测量
，具体涉及一种。
技术介绍
在火炮及弹药设计和生产过程中，炮弹的初速是重要技术指标之一，从而，初速测 量设备也是火炮及弹药设计和生产部门的必装设备。目前，常规使用的初速测量设备存在 很多种类，其中，基于区截测量原理的有：通断网靶、线圈靶、天幕靶、框架式激光靶等等。这 一类初速测量设备的测量原理为：在已知靶距的前提下，测取炮弹的过靶时间，计算靶距中 点位置的平均速度。此外，还有借助于测速雷达来进行测量的方案，这类方案则是通过多普 勒原理来进行测速。 现有的基于区截测量原理的初速测量设备由于种种原因，基本都存在现场靶距长 度误差大、炮弹过靶时间测量不够准确、抑或测量火炮口径范围受限等问题；而对于多普勒 测速雷达，则在测速点位置存在不确定性的问题，其测速精度误差达到1%。左右，难以满足 精度方面的要求。 有鉴于此，对于本领域技术人员而言，如何改善现有技术中炮弹初速测量过程精 度不足的现状，已成为当前迫切需要解决的重要问题。 【专利技术内容】 (一）要解决的技术问题 本专利技术要解决的技术问题是，如何提供一种炮弹初速测量方法，通过该方法能够 提供高精度的炮弹初速测量工艺，同时亦需满足运载轻便、测量口径适用范围广的要求。 (二）技术方案 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种，所述反射式激光 幕测速方法基于反射式激光幕测速装置来实施，所述测速装置包括：第一激光幕系统、第二 激光幕系统及信号处理器；所述两套激光幕系统分别包括：扇形激光器、成像镜头、光学狭 缝、窄带滤光片以及光电探测器；所述两个扇形激光器分为第一扇形激光器及第二扇形激 光器，每一所述扇形激光器均为超薄的扇形面光源，其设置为光源发出后形成的扇形面垂 直于弹丸运动方向，所述两个扇形激光器沿弹丸的发射方向相隔预设定的距离依次设置， 以使得弹丸出膛后以垂直的角度依次穿过所述第一扇形激光器及第二扇形激光器的扇形 面光源；所述两个光电探测器也分为第一光电探测器及第二光电探测器，所述两个光电探 测器分别对应紧贴设置于所述第一扇形激光器及第二扇形激光器上；在所述两个光电探测 器上方，分别设置有一成像镜头、一光学狭缝以及一窄带滤光片，所述光电探测器、成像镜 头、光学狭缝以及窄带滤光片均与对应扇形激光器的扇形面光源处于同一平面内；所述两 个光电探测器分别连接所述信号处理器；每一所述扇形激光器均连接设有一激光器驱动电 源；所述第一激光幕系统及第二激光幕系统各自设置有一机械转台支撑结构；每个所述机 械转台支撑结构中设可固定于地面的底座，所述底座上设有螺丝孔组，所述螺丝孔组通过 螺丝可拆卸地设置可沿水平方向旋转的转台，所述转台上部设有可前后移动的拉杆丝杠， 所述拉杆丝杠上部设有固定支架，该固定支架通过可转动的连接轴来与所述激光幕系统相 连接； 其中，具体包括如下步骤： 步骤S1 :在火炮炮口前方沿弹丸的发射方向以预设定的距离依次设置所述两个 扇形激光器； 步骤S2 :开启激光器驱动电源，扇形激光器放射出扇形面光源； 步骤S3 :通过测量所述扇形面光源的发射方向与弹丸的发射方向之间的角度关 系，调节所述机械转台支撑结构的转台、拉杆丝杠以及连接轴来调整扇形激光器的光源发 射方向，以使得扇形面光源的发射方向与弹丸的发射方向相互垂直； 步骤S4 :火炮发射弹丸，弹丸通过所述两个扇形面光源时，部分挡住激光光束，部 分激光被反射，分别产生具有时间差的两束发射光； 步骤S5 :所述两束反射光分别经光学狭缝、窄带滤光片及成像镜头后成像于不同 的光电探测器上，光电探测器生成携带具有时间差的光信号； 步骤S6 :光电探测器将所述光信号转换为电信号，再由信号处理器分析解算含有 时间差数据的电信号，最终生成弹丸在经过第一扇形激光器及第二扇形激光器的扇形面光 源期间的平均速度。 每一所述扇形激光器所发出的为频率在630nm?680nm且厚度为4mm?6mm的红 光。 每一所述扇形激光器的功率不高于1W。 (三）有益效果 本专利技术技术方案所提供的，用于对炮火初速进行测量，其 借助两套相隔预设定间距的激光幕结构，依靠弹丸通过时产生的反射光，光电探测器将携 带时间差的光信号转换为电信号，信号处理器对电信号进行分析，结合预设定的间距，从而 解算出弹丸在经过两个扇形面光源期间的平均速度。经大量实弹验证，其测速精度不大于 0.5%。，属国内首创，尚无国外测试方案可以借鉴，其不仅能够提供高精度的炮弹初速测量 工艺，同时亦满足运载轻便、测量口径适用范围广的要求。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术技术方案中测速方法的流程图。 图2及图3为本专利技术技术方案中激光幕系统的结构示意图。 图4为本专利技术技术方案中激光幕系统搭载于机械转台支撑结构上的结构示意图。 【附图标记说明】 11 :第一扇形激光器；12 :第二扇形激光器； 21 :第一光电探测器；22 :第二光电探测器； 31/32 :成像镜头；4 :弹丸；51 :激光器驱动电源； 61 :光学隙缝；71 :窄带滤光片；8 :信号处理器； 91 :机械转台支撑结构； 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的 【具体实施方式】作进一步详细描述。 为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种，其主要涉及 超簿激光幕发生技术、快速响应高灵敏度的微弱光电信号探测和滤波技术、高速信息采集 和超高射频连发测速记录存储技术、精准靶距测量技术；具有小型轻便、测量准确度高和测 量口径适用范围宽的特点；专门用于对常规初速测量设备的定期靶场计量和校准。具体而 言，所述基于反射式激光幕测速装置来实施，所述测速装置包括：第 一激光幕系统、第二激光幕系统及信号处理器；所述两套激光幕系统分别包括：扇形激光 器、成像镜头、光学狭缝、窄带滤光片以及光电探测器； 如图2及图3所示，所述两个扇形激光器分为第一扇形激光器11及第二扇形激光 器12,每一所述扇形激光器均为超薄的扇形面光源，其设置为光源发出后形成的扇形面垂 直于弹丸4的运动方向，所述两个扇形激光器沿弹丸的发射方向相隔预设定的距离依次设 置，以使得弹丸出膛后以垂直的角度依次穿过所述第一扇形激光器11及第二扇形激光器 12的扇形面光源； 所述两个光电探测器也分为第一光电探测器21及第二光电探测器22,所述两个 光电探测器分别对应紧贴设置于所述第一扇形激光器11及第二扇形激光器12上；在所述 两个光电探测器上方，分别设置有一成像镜头31/32、一光学狭缝以及一窄带滤光片，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式激光幕测速方法，其特征在于，所述反射式激光幕测速方法基于反射式激光幕测速装置来实施，所述测速装置包括：第一激光幕系统、第二激光幕系统及信号处理器；所述两套激光幕系统分别包括：扇形激光器、成像镜头、光学狭缝、窄带滤光片以及光电探测器；所述两个扇形激光器分为第一扇形激光器及第二扇形激光器，每一所述扇形激光器均为超薄的扇形面光源，其设置为光源发出后形成的扇形面垂直于弹丸运动方向，所述两个扇形激光器沿弹丸的发射方向相隔预设定的距离依次设置，以使得弹丸出膛后以垂直的角度依次穿过所述第一扇形激光器及第二扇形激光器的扇形面光源；所述两个光电探测器也分为第一光电探测器及第二光电探测器，所述两个光电探测器分别对应紧贴设置于所述第一扇形激光器及第二扇形激光器上；在所述两个光电探测器上方，分别设置有一成像镜头、一光学狭缝以及一窄带滤光片，所述光电探测器、成像镜头、光学狭缝以及窄带滤光片均与对应扇形激光器的扇形面光源处于同一平面内；所述两个光电探测器分别连接所述信号处理器；每一所述扇形激光器均连接设有一激光器驱动电源；所述第一激光幕系统及第二激光幕系统各自设置有一机械转台支撑结构；每个所述机械转台支撑结构中设可固定于地面的底座，所述底座上设有螺丝孔组，所述螺丝孔组通过螺丝可拆卸地设置可沿水平方向旋转的转台，所述转台上部设有可前后移动的拉杆丝杠，所述拉杆丝杠上部设有固定支架，该固定支架通过可转动的连接轴来与所述激光幕系统相连接；其中，反射式激光幕测速方法具体包括如下步骤：步骤S1：在火炮炮口前方沿弹丸的发射方向以预设定的距离依次设置所述两个扇形激光器；步骤S2：开启激光器驱动电源，扇形激光器放射出扇形面光源；步骤S3：通过测量所述扇形面光源的发射方向与弹丸的发射方向之间的角度关系，调节所述机械转台支撑结构的转台、拉杆丝杠以及连接轴来调整扇形激光器的光源发射方向，以使得扇形面光源的发射方向与弹丸的发射方向相互垂直；步骤S4：火炮发射弹丸，弹丸通过所述两个扇形面光源时，部分挡住激光光束，部分激光被反射，分别产生具有时间差的两束发射光；步骤S5：所述两束反射光分别经光学狭缝、窄带滤光片及成像镜头后成像于不同的光电探测器上，光电探测器生成携带具有时间差的光信号；步骤S6：光电探测器将所述光信号转换为电信号，再由信号处理器分析解算含有时间差数据的电信号，最终生成弹丸在经过第一扇形激光器及第二扇形激光器的扇形面光源期间的平均速度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高进，周大铮，靳京民，李超位，钞红晓，邵小军，许镇寰，郭旻，张倩，焦明刚，马茂冬，洪丽娜，刘朋科，曹馨，张鹏飞，
申请(专利权)人：中国兵器工业第二〇二研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61