[發明專利]一種聲光彈特性測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201210590848.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103063088A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李其祥;莊弘煒;戰仁軍;羅雷;汪勇;崔瑩;門高天;趙法棟
• 申請（專利權）人: 戰仁軍
• 主分類號: F42B35/00
• 分類號: F42B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種聲光彈特性測量系統，其包括測量控制箱、聲音傳感系統和光傳感系統，在測量控制箱內設置有多通道數據采集卡、信號處理系統、數據存儲單元、實時顯示單元、數據輸出單元，測量控制箱配置地用于完成測量數據的采集、測量數據的記錄和處理、測量參數的實時顯示、數據輸出功能，其中多通道數據采集卡配置地用于將每個通道的測量信號采集傳輸至信號處理系統，信號處理系統配置地用于對采集的信號進行實時處理，以獲得需要的噪聲水平、光強以及噪聲水平和光強隨距離的關系，并同時具有聲光電報警模塊，數據存儲單元配置地用于將處理前和處理后的數據進行記錄，實時顯示單元通過利用LCD液晶板實時顯示所選擇通道的測量值，數據輸出單元配置地用于通過USB接口輸出處理前和處理后的數據，用于進一步數據處理；測量控制箱中的上述各裝置中的各輸入輸出端口均具有保護功能；其特征在于：所述聲音傳感系統包括至少一個聲音傳感器、第一前置放大電路和第一信號調制電路，其中，聲音傳感器依次通過第一前置放大電路和第一信號調制電路與測量控制箱相連接，光傳感系統包括至少一個光傳感器、光強處理器、第二前置放大電路和第二信號調制電路，其中該光傳感器依次通過光強處理器、第二前置放大電路和第二信號調制電路與測量控制箱相連接，其中上述聲音傳感系統和光傳感系統均被布置在距離聲光彈爆炸點一定距離的采集點處，此外，上述每個聲音傳感器和光傳感器均配備有傳感器底座，該底座配置地用于在聲光彈爆炸采集點處固定聲音傳感器或光傳感器。

2.如權利要求1所述的一種聲光彈特性測量系統，其特征在于：測量控制箱的技術指標為：

并行通道數?????????20

每通道最高采樣率???10M樣點/秒

存儲深度???????????1M樣點/通道

A/D????????????????16位

聲音測量的技術指標為：

場類型???????自由場

供電方式?????220V/110V

頻率響應?????20Hz—20kHz

測量范圍?????大于170dB

增益?????????-20dB、0dB、20dB

測量靈敏度??????????????????????????????????????????????????3dB

使用溫度范圍?-20—80°C

使用濕度范圍??0—98%

光強測量技術指標：

??波長范圍：????可見光

測量范圍??????cd—cd

分辨率????????20cd

測量精度??????3%

使用溫度范圍?-20—80°C

使用濕度范圍??0—98%。

3.如權利要求2所述的一種聲光彈特性測量系統，其特征在于：測量控制箱的后面板包括：

聲模擬信號輸入接口：分別接四路聲信號調理電路輸出的模擬信號；

光模擬信號輸入接口：分別接四路光信號調理電路輸出的模擬信號；

散熱窗：使測量箱內的發熱器件的熱量及時散去，保持儀器的性能穩定；

電源輸入接口：聲光彈特性測試儀供電插座。

4.如權利要求3所述的一種聲光彈特性測量系統，其特征在于：測量控制箱的前面板包括：

測試數據顯示區：測試數據顯示區分為四個部分，分別為通道1、通道2、通道3?和通道4，各個通道分別顯示各通道的最大聲壓、有效聲壓、最大光強和有效光強四處值；

實彈-實驗選擇開關：當扭子開關打到“實驗”時，儀器可以對實驗配備的高光強閃光燈和聲信號發生器聲源進行測試，也可以對一般的聲源和光源進行測試；當扭子開關打到“實彈”時，可以對聲光彈實彈進行測試；

復位開關：當儀器受到外界干擾致使顯示數據不正確時，可以通過復位開關將儀器復位；

數據傳輸按鈕：待與計算機相連的數據線連接好，并且測試軟件處在“等待接收”狀態時，按下此按鈕，測試數據可以上傳至計算機；

數據傳輸?USB?接口：可以通過此接口將測試數據上傳至計算機；?

電源開關：按下開關，電源接通市網交流電，電源指示燈亮，儀器處于測試狀態；再次按下此開關，切斷電源。

5.一種聲光彈特性測量方法，其采用如權利要求1-4中任一項所述的一種聲光彈特性測量系統，其特征在于：聲音傳感系統和光傳感系統分布于聲光彈的作用半徑內的采集點處，當聲光彈爆炸后，產生的聲信號和光信號被位于距爆炸點R處采集點的聲音傳感器和光傳感器接收，經過信號控制電路對電信號進行處理獲得電壓值，其中光強處理器需對采集到的光進行光強轉換處理，進而由測量控制箱中的多通道數據采集卡獲得采集點位置處的噪聲級Lp和強閃光強度I，具體的公式如下：

若位于距離爆炸點R處采集點的光傳感器輸出電壓信號幅值為V1，則R處的瞬時照度為

其中：S?——?傳感器靈敏度；

??????α——?一致性系數；

有效光強為???????????????????????????????

Δt表示峰值照度25%處的時間t1-t0之差值,單位為秒;

若位于距離爆炸點R處采集點的的聲傳感器輸出電壓信號幅值為V2，則R處的瞬時聲壓為

其中：?S?——?傳感器靈敏度；

???????α——?一致性系數；

有效聲壓為

利用公式??????????????

這樣，可將瞬時聲壓轉化為噪聲級表示形式；

進一步通過測量控制箱中的信號處理單元處理后利用下面的球面聲場中聲壓級與半徑的關系方程，導出距離爆炸點R_x的采集點位置處的噪聲級：

由上式可獲得聲光彈爆炸作用半徑內的噪聲分布；

同樣利用下面的球面光場中光強與半徑的關系方程，導出距離爆炸點R_x的采集點位置處的光強：

由上式可獲得聲光彈爆炸作用半徑內的光強分布；

在采集點位置處的噪聲、光強以及噪聲和光強隨與爆炸點距離的變化曲線由測量控制箱中的信號處理系統獲得；

然后，上述的在采集點位置處的噪聲、光強以及噪聲和光強隨與爆炸點距離的變化曲線將通過測量控制箱中的實時顯示單元顯示給用戶。