[實用新型]一種新型光幕裝置

有效

• 申請號: 201721639249.2
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN207650416U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 宋玉貴;徐鷗;王玉晨;李笑娟;馮斌;王國琿
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01V8/20
• 分類號: G01V8/20
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本實用新型提出了一種新型光幕裝置，該裝置應用光學對稱的兩個或者兩個以上的探測視場形成差分結構，通過探測所述兩個或者兩個以上探測視場光通量的相對變化，計算被測運動目標達到預定空間位置的精確時刻。本實用新型裝置通過對稱的探測視場設計與差分式探測電路配合，可以有效減弱甚至消除背景光波動和環境光干擾導致的可靠性問題，從根本上解決原有設計中靈敏度與探測精度之間的矛盾問題，有利于提高探測器的信噪比，從而可以在保證高度可靠的基礎上實現更高的探測靈敏度。另外，本實用新型的輸出信號時域特征更加明確，可以顯著簡化信號分析的算法，有利于通過硬件方式實現高精度的快速分析與處理。

技術領域

本實用新型屬于光電測試領域，具體涉及一種新型光幕裝置。

背景技術

在測試與控制工程領域中，很多情況下需要利用光電探測器探測運動目標到達預定空間位置的時刻。比如：生產線上的產品何時經過預定位置；升降梯門需要測試進出的人員何時最后離開危險區域；沖床的安全機構需要知道操作人員是否離開了危險區域,或者何時離開了危險區域；兵器測試中需要知道炮彈或者導彈何時離開發射裝置，何時經過預定彈道上的某一位置等等。所有的這些光電探測器又被稱為安全光幕、區截裝置、天幕靶、光幕靶等。

其中，天幕靶就是一種兵器和工業靶場常見的光電探測儀器，經常被用來作為區截裝置進行目標飛行速度的測試、彈箭發射或者著靶時刻的測量。天幕靶由光學組件、光電傳感器、信號處理電路及支撐結構部件等組成。野外使用時，天幕靶常常以明亮天空為背景，其探測視場是具有一定厚度的扇形，目標穿越視場引起的光通量變化被轉化成數字脈沖輸出，用脈沖的邊沿表示運動目標穿越視場扇面的時刻。

然而，基于目前技術所制造的天幕靶存在以下缺陷:1、由于光幕具有一定的厚度，彈丸有一定的長度，當被測目標穿過光幕時，從目標頭部進入光幕到尾部飛離光幕，在產生的脈沖上會持續一段時間，該時間的長度取決于光幕的厚度，目標速度和目標的特征長度，短的會持續幾微妙，長的有幾百微秒甚至幾百毫秒。從信號分析的角度出發，在輸出信號脈沖上如何提取目標到達預定幕面的特征時刻點一直是一個難題。再者，由于被測試目標距離探測器的遠近不一樣，加上探測器光學對焦誤差，以及光學系統的景深變化影響，被測目標成像的清晰范圍也就存在差異，使得對應產生的電信號脈沖特征時刻的判定更加困難。3、靈敏度和精度矛盾：為了提高時刻的判定精度，原理上，減小狹縫寬度，使光幕更薄，產生的脈沖寬度更窄是可行的；但縫寬減少，探測靈敏度會顯著降低。因此從改變光幕厚度出發提高時刻判定精度是不可行的。4、 環境光的干擾：現有技術的設備對于環境光的變化具有高度的敏感性，發射裝置產生的火光、急劇的天空亮度變化、被測試目標曳光等極易導致儀器工作故障乃至失效。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種新型光幕裝置，解決現有技術中光幕裝置對運動目標的特征時刻識別立差、精度不高，環境適應力差等缺點。

本實用新型采用的技術方案是 ：

一種新型光幕裝置，包括探測器鏡頭，光闌狹縫，在光闌狹縫下沿所述探測器鏡頭的光軸對稱布置兩排或者兩排以上完全一致的陣列光通量變化敏感器件。

進一步的，在每兩排陣列光通量變化敏感器件之間設置有隔離盲區。

進一步的，所述的陣列光通量變化敏感器件為光電二極管差分陣列。

進一步的，所述的陣列光通量變化敏感器件為可以傳輸光的光纖陣列，光纖陣列兩端連接兩個獨立的光電二極管。

本實用新型具備以下優點：

1.本實用新型應用光學對稱的兩個或者更多個探測視場形成差分探測結構，通過探測對稱光幕光通量的相對變化感知運動目標達到預定空間位置的精確時刻；與現有裝置相比，本實用新型具有特征時刻更易識別、精度高、信噪比更高、環境適應性更好等特點。