激光测速光幕靶

更新时间:2021-09-09

简要描述:

目前,弹丸速度的测量主要采用2种方法:一种是测量弹丸飞过一段已知距离(S)的时间(t),由公式V=S/t可求得已知距离的平均速度V,其主要测试仪器有网靶、线圈靶、天幕靶和光幕靶等,本产品为成都科大胜英科技有限公司研发生产的——激光测速光幕靶。

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一、概述

   弹丸参数测试是靶场测试的一项主要内容。其中,弹丸速度是衡量火炮系统对目标射击效果的主要特征参数,也是目前火炮、弹丸、特种玻璃生产厂家在产品检验中的主要的技术指标,在发射药鉴定试验和穿甲试验中需要测量弹丸的初速和着速,有时确定弹道系数和弹形系数也与测速有着密切的关系。总之,各种类型的射击都需要测量弹丸的速度。

目前,弹丸速度的测量主要采用2种方法:一种是测量弹丸飞过一段已知距离(S)的时间(t),由公式VS/t可求得已知距离的平均速度V,其主要测试仪器有网靶、线圈靶、天幕靶和光幕靶等;另一种速度测量方法是应用多普勒雷达技术,本产品为成都科大胜英科技有限公司研发生产的——激光测速光幕靶

采用多普勒雷达有其技术上的先进性,但是由于测量小反射面积的弹丸时,误差较大,国内较少采用。

网靶、线圈靶成本低廉,但因其测量原理是弹丸击断导线或电路线引发电脉冲,所以测量过程引起的干扰很大,造成测量误差增大;另外网靶、线圈靶的测量原理确定了其不能重复使用,重复测量的时间成本和维护成本都比较大。

而天幕靶和光幕靶以其精度较高,使用方便,可重复使用等优势,在弹丸测速市场占据较大份额。

由于天幕靶以天空背景光作为光源工作,在对亚音速弹测量时,声音超前弹丸到达光幕面,声音压缩空气引起空气折射率改变,使进入天幕靶镜头的光能量改变,容易造成天幕靶误触发,从而引起测量误差的增大。

光幕靶是一种用于测试飞行弹丸速度的区截装置,主要用在低伸弹道的弹丸初速测试中。它既可以用于测试金属弹丸,又可以用于测试非金属弹丸。由于采用了人工光源,不受自然条件的限制,再加上灵敏度和测试精度高,操作简单等优点,在国内大部分靶场得到了广泛的应用。

光幕靶测试中的主要干扰是冲击波干扰,是由于弹丸发射时形成的冲击波所致。对于超音速弹丸来说,并不会对测试结果产生影响,冲击波以声速传播,弹丸先于波阵面之前到达靶面产生触发信号。但对于低音速和近音速弹丸来说,弹丸的速度低于冲击波的传播速度,冲击波的波阵面先于弹丸到达靶面产生触发信号,如果将第一个触发信号作为测试的最终触发信号,就会给测试带来很大的误差。在高精度的测试中需要解决这些干扰对测试产生的影响,以提高测试的准确性和精度。

 目前国内的光幕靶主要有三种形式:

1、中科院自动化所提出的光栅及光电二极管阵列测试法,其示意图见图一。图中1为防护挡板,2为光源和光栅,3为光幕靶框架,4是光电二极管阵列,5为激光光束.

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2、西安工业学院提出的光纤编码立靶,其示意图见图二。将扇形天幕用光导纤维分成若干个小扇形,每组光纤的端面为一矩形 ,通过镜头成像 ,形成一个小扇形天幕。若干个矩形端面在镜头像面处排列成线阵 ,就构成了具有较大角度的扇形天幕 。每组光纤的另一端与一个光电敏感面相接。这样 ,弹丸过扇形不同区域时 ,会有不同的光电管信号反应出来,两台天幕靶正交布置 ,可将两天幕的重迭视场分割成若干小块 ,这样就可判定弹丸穿越此平面时的坐标。

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3、激光二极管阵列和光电二极管阵列构成的光幕靶。其示意图见图三。

图中1为激光二极管阵列,3为光电管阵列,4是光幕靶框架,2为激光光束阵列。

当弹丸穿越光幕靶时,遮挡激光光束阵列从而在光敏管处产生脉冲信号。

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在分析现有光幕靶测量速度的基础上,本公司开发了性能优越的激光光幕靶测速系统。


一个典型的1000X1000 mm2的光幕靶示意图如下图四:

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图四:光幕靶示意

 

系统的区别于其他公司现有产品的独特之处:

1、采用独特的技术形成连续的激光光源组成光幕墙,从而使光幕靶的空间分辨率与光源无关,所以很容易使空间分辨率达到5mm以下,只须根据用户需求设定即可;

2、运用数字处理电路有效的解决了信号干扰问题;

3、采用特殊设计的计时电路,保证计时的精度,既能测单发的速度,也能测连发的速度

4、在很多套测速系统实践经验的基础上, 完善地解决了初速的测试精度问题等;

5、在用户需求较为严格的情况下,可以监测每一只激光接收管的信号,从而在光幕靶上形成间距最小为4mm的坐标系统,可以获得非常详细的实验数据,如弹片数量、弹着点、弹道等

 

激光测速光幕靶测试原理如图五:

 

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图五、测试原理



激光光幕靶由激光二极管阵列(光源)、光电接收阵列、光电信号预处理电路、计时及测速、上位微机处理软件系统构成。

 

二、技术指标:

1.适用弹种:  各种材质弹丸

2.适用弹径:  φ5——φ200 mm

3.最大射频    <9000/分钟

4.最大连续测量数  10发(超过10发,须连接微机读取数据)

5.光幕靶有效视场:  200 × X mm2 (可根据要求定做)

6.测速范围:      10m/s——3000m/s

7.环境条件: -25 —— 65

相对湿度≤75%,风速≤ 6 m/s

8.速度测量误差: < 0.05 %

9.电源    220V AC,功耗 < 20W

 

三、具体实现:

     我们提供如图5所示的两对发射-接收盒(共计4个盒子),客户根据自己场地、测量需求制作支架,将4个盒子安装到支架上,联好线缆,即可构成一套完整的测速系统。


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