[發(fā)明專利]基于X射線的炮口初速測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611252979.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107064543B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 顧金良;盧東東;夏言;周彤;吳小蓉;王雪君
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬;朱顯國

本發(fā)明涉及一種基于X射線的炮口初速測量裝置，包括觸發(fā)單元、X射線發(fā)生裝置、X射線探測采集單元以及數(shù)據(jù)分析處理模塊；彈丸經過X光窄光幕時，探測器電流發(fā)生變化，經調理電路后，一方面?zhèn)鹘o計時器以記錄遮擋時間，另一方面在波形顯示模塊顯示波形，通過數(shù)字圖像處理測量第一路信號的下降沿與最后一路信號的下降沿連線與垂直線之間的角度，即彈丸在炮口的偏差角，利用X射線單光幕測試方法計算出炮口彈丸的初始速度。本發(fā)明能夠精確測量出傳統(tǒng)方法無法測出的高電磁干擾、強炮口火焰條件下炮口初速，而且單光幕的測量方法能夠避免多光幕處理速度和延時的不一致以及多光幕光線無法嚴格平行的誤差，測試精度更高。

技術領域

本發(fā)明屬于精密測試計量領域，特別是基于X射線的炮口初速測量裝置。

背景技術

彈丸初速度的測量是火炮最基本的靶場試驗之一，也是表征火炮性能的基本參數(shù)之一。彈丸初速是檢驗火炮能量分配的重要參數(shù)，它是炮身、反后座裝置設計的原始參數(shù)，可以鑒定發(fā)射系統(tǒng)的優(yōu)劣以及壽命。此外，炮口初速還對火炮精確度影響較大，實現(xiàn)其精確測量就能夠有效修復偏差。

目前，彈丸速度測量方法主要有測時儀測速法、雷達測速法、攝影法以及機械法等。這些方法測量的炮口初速并不是真正的炮口初速度，而是從后效區(qū)外彈道處速度經空氣動力學公式推出來的炮口初速。

彈丸高速出炮口伴隨著大量的炮口焰和等離子體流，對現(xiàn)有測量儀器的測量精度影響巨大，現(xiàn)有的測量方法無法測出炮口實際速度，而且火藥燃氣的力學效應也會損害和干擾常規(guī)測量儀器。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于X射線的炮口初速測量裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為：一種基于X射線的炮口初速測量裝置，包括觸發(fā)單元、X射線發(fā)生裝置、X射線探測采集單元以及數(shù)據(jù)分析處理模塊；

所述觸發(fā)單元包括高壓探針、高速采集設備和放大整形電路，高壓探針位于炮彈軌道的內側壁后座基處，用于炮彈發(fā)射時采集高壓信號，高壓采集設備通過輸入端口接收高壓信號，放大整形電路用于對高壓信號進行放大整流處理，得到觸發(fā)上升沿電平；

所述X射線發(fā)生裝置用于產生設定輻射角的X射線，形成單光幕；

所述X射線采集單元包括多個X射線高速探測器、電流轉電壓芯片、多級放大電路、整形電路以及計時器；X射線高速探測器并排設置在單光幕厚度方向，多個X射線高速探測器所連直線與彈丸飛行軌跡垂直；X射線高速探測器用于檢測X射線發(fā)生裝置發(fā)射的X射線強度并轉換為電流信號，電流轉電壓芯片用于將電流信號轉換為電壓信號，多級放大電路用于對電壓信號進行放大處理，整形電路對放大后的信號進行整形處理，計時器用于記錄彈丸通過X射線高速探測器的時間；

所述數(shù)據(jù)分析處理模塊包括PCIe數(shù)據(jù)采集模塊、波形顯示模塊、角度處理模塊和DSP數(shù)據(jù)處理單元，PCIe數(shù)據(jù)采集模塊用于將整形后的信號進行高速采集，并顯示在波形顯示模塊，角度處理模塊用于根據(jù)信號高低電平的變化，通過數(shù)字圖像處理測量第一路信號的下降沿與最后一路信號的下降沿連線與垂直線之間的角度，該角度即為彈丸在炮口的偏差角；DSP數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)偏差角和計時器記錄的時間，得到多個傳感器的速度值，根據(jù)設定的速度范圍剔除速度范圍以外的數(shù)據(jù)，將速度進行求平均處理，得到炮口初速度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著效果為：

(1)本發(fā)明利用X射線來測量火炮的炮口實際初速，不僅能夠測得高電磁干擾、強炮口火焰條件下的速度，而且單光幕的測量方法能夠避免多光幕處理速度和延時的不一致以及多光幕光線無法嚴格平行的誤差，測試精度更高；(2)本發(fā)明提供的炮口初速度是在炮口實際精密測試出來的，不存在假想推理以及根據(jù)空氣動力學逆推的過程，因此測量結果更加精確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明單光幕X射線炮口初速測量裝置的結構示意圖。