[發明專利]基于激光光幕的高速彈丸測速裝置

在審

• 申請號: 202010140597.5
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111308118A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 武錦輝;劉吉;陸治鵬
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 馬鳳嬌

本發明提供一種基于激光光幕的高速彈丸測速裝置，屬于運動物體速度測試領域，以解決目前方式存在反射效率不高及測試結果可靠性較低的問題。兩個激光器水平共面，第一接收透鏡和第二接收透鏡水平共面，第一反射鏡組設于第一接收透鏡與光電探測器間，第一反射鏡組與第一接收透鏡組成第一路傳輸光路，第二反射鏡組設于第二接收透鏡與光電探測器間，第二反射鏡組與第二接收透鏡組成第二路傳輸光路；第一反射鏡組和第二反射鏡組中的兩個反射鏡傾斜平行等高且兩個反射面相對；第一反射鏡組和第二反射鏡組中的一個反射鏡位于第一接收透鏡下方，另一個位于光電探測器正上方；信號驅動電路與兩個激光器均連，光電探測器和單片機與信號處理電路連接。

技術領域

本發明涉及運動物體速度測試技術領域，尤其涉及一種基于激光光幕的高速彈丸測速裝置。

背景技術

隨著科學技術的的發展，高速運動對象在惡劣環境下的速度測試和連續跟蹤問題對高速運動目標研究和發展也提出了新的要求。其中，高速彈丸的飛行速度是彈道特性的一個重要參數之一，也是研制過程中的一個重要技術指標。

目前，在測試高速彈丸的速度時，一些方法是通過激光形成激光光幕靶來實現。然而，目前的激光光幕靶通過激光與玻璃微珠原向反射器構成激光光幕，通過光電接收器件接受彈丸通過光幕的過靶信號獲取相關參數。但在實際應用過程中，彈道散布范圍過大等意外因素容易損壞玻璃微珠原向反射器，使得裝置壽命比較低，而且玻璃微珠原向反射器由于實際工藝問題，反射效率并不高。

另外，目前激光光幕靶的信號采集采用了光電轉換原理，這樣容易使炮口火光和環境光也會引起光幕靶的光電接收器件響應，從而輸出一個信號，從而直接影響了激光光幕靶測試數據的可靠性，使得測試結果可靠性比較低。

發明內容

為解決目前方式容易導致裝置壽命比較低及目前的測試高速彈丸的激光光幕靶存在反射效率不高及測試結果可靠性比較低的技術問題，本發明提供一種基于激光光幕的高速彈丸測速裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于激光光幕的高速彈丸測速裝置，其包括兩個激光器、第一反射鏡組、第二反射鏡組、光電探測器、第一接收透鏡、第二接收透鏡、供電電源、信號驅動電路、信號處理電路和單片機，其中：所述兩個激光器水平共面設置，第一接收透鏡和第二接收透鏡水平共面放置，激光器的激光出射面與第一接收透鏡和第二接收透鏡的接收面平行，第一反射鏡組設置于第一接收透鏡與光電探測器之間，第一反射鏡組與第一接收透鏡組成第一路傳輸光路，第二反射鏡組設置于第二接收透鏡與光電探測器之間，第二反射鏡組與第二接收透鏡組成第二路傳輸光路，第一路傳輸光路與第二傳輸光路豎直方向共面；第一反射鏡組中的兩個反射鏡傾斜平行等高設置且兩個反射面相對，第二反射鏡組中的兩個反射鏡傾斜平行等高設置且兩個反射面相對；第一反射鏡組中的一個反射鏡位于第一接收透鏡下方，另一個反射鏡位于光電探測器正上方；第二反射鏡組中的一個反射鏡位于第二接收透鏡下方，另一個反射鏡位于光電探測器正上方；所述信號驅動電路與兩個激光器均連接，光電探測器與信號處理電路連接，信號處理電路與單片機連接，供電電源與信號驅動電路、信號處理電路和單片機均連接；

所述信號驅動電路驅動激光器發出脈沖激光，脈沖激光通過激光器的柱面透鏡生成扇形的激光光幕，彈丸運動過程中通過一個扇形光幕時，激光器產生的脈沖激光照射到彈丸后在彈丸表面產生漫反射光，漫反射光通過第一接收透鏡進入第一路傳輸光路后，光電探測器接收漫反射光信號；彈丸繼續前進，通過另一個扇形光幕產生的漫反射光通過第二接收透鏡進入第二路傳輸光路后被光電探測器接收；光電探測器將兩次接收的漫反射光信號轉化為電信號，信號處理電路對電信號進行處理后，單片機根據處理后的電信號通過如下計算公式計算彈丸的速度V：

V＝S/δt

其中：S是指兩個激光光幕之間的距離，δt是指彈丸通過兩個激光光幕間的時間差。

可選地，所述激光器為10MHz脈沖激光器。