一种超高速目标无干扰探测装置制造方法及图纸

技术编号:10889478 阅读:106 留言:0更新日期:2015-01-08 18:16
本实用新型专利技术属于超高速飞行目标的探测领域,涉及一种超高速目标无干扰探测装置,包括激光器、准直透镜、聚焦透镜和光电探测器,所述准直透镜和聚焦透镜两者之间形成平面平行激光幕,激光器产生扇形激光束,扇形激光束经过准直透镜扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜,聚焦透镜后形成会聚光束,会聚光束聚焦于光电探测器的接收面上。本实用新型专利技术只需要通过检测电信号的输出值,根据输出值就可以探测到目标,装置简单,成本低下。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于超高速飞行目标的探测领域,涉及一种超高速目标无干扰探测装置,包括激光器、准直透镜、聚焦透镜和光电探测器,所述准直透镜和聚焦透镜两者之间形成平面平行激光幕,激光器产生扇形激光束,扇形激光束经过准直透镜扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜,聚焦透镜后形成会聚光束,会聚光束聚焦于光电探测器的接收面上。本技术只需要通过检测电信号的输出值,根据输出值就可以探测到目标,装置简单,成本低下。【专利说明】一种超高速目标无干扰探测装置
本技术属于超高速飞行目标的探测领域,涉及一种超高速目标无干扰探测装置。
技术介绍
弹道靶是进行导弹、火箭、卫星、飞船和其他超高速飞行器的气动力、再入物理现象、超高速碰撞等试验研究的重要试验设备之一。在弹道靶试验中,由于目标飞行速度很高而试验段长度有限,模型在试验段内运动的持续时间很短,通常只有毫秒量级;另外飞行目标比较小而试验段比较大,所以需要测试视场大才能测准确量到目标。 目前,超高速目标无干扰探测的方法主要有高速摄影法、磁感应法、雷达探测法。 高速摄影法是在目标飞到测量区之前提前启动高速摄影机,以一定的帧频拍摄目标飞行过程的多幅照片,其缺点是系统复杂、成本高。 磁感应法是在目标飞行路径上安装磁敏感传感器,目标必须是金属材料或安装磁材料的非金属材料,当目标穿越磁敏感传感器时会产生电信号,从而实现对目标的探测,缺点是磁感应法对目标的飞行散布和目标材料有特定的要求,限制了其使用范围。 雷达探测法利用多普勒效应,依据发射波频率和反射波频率变化量,探测出目标及目标运动速度,该方法设备复杂。 技术内容 本技术的目的是提供一种成本低及结构简单的超高速目标探测装置。 为达到上述技术目的,本技术提供一种超高速目标无干扰探测装置,包括激光器、准直透镜、聚焦透镜和光电探测器,所述准直透镜和聚焦透镜两者之间形成平面平行激光幕,激光器产生扇形激光束,扇形激光束经过准直透镜扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜,聚焦透镜后形成会聚光束,会聚光束聚焦于光电探测器的接收面上。 进一步,所述光电探测器包括光电转换电路和放大电路。 更进一步,光电转换电路结构为PIN光电二极管。 优选地,探测装置还包括整形电路,所述放大电路的输出信号至整形电路。 优选地,所述放大电路由一级放大器和二级放大器组成,一级放大器为正向放大,二级放大器为反向放大。 激光器产生扇形激光束,扇形激光束经过准直透镜扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜,聚焦透镜后形成会聚光束,会聚光束聚焦于光电探测器的光电转换电路的接收面上,光电转换电路将光照射量转换为电信号,电信号经过放大电路放大后输出; 准直透镜和聚焦透镜两者之间形成平面平行激光幕,当目标从平面平行激光幕穿过时,会遮挡部分光照射量,造成光电探测器探测的光照射量减少,进一步,转换的电信号减少,根据电信号的输出值变化,来确定平面平行激光幕内是否有目标通过。 本技术只需要通过检测电信号的输出值,根据输出值就可以探测到目标,装置简单,成本低下。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术探测装置的结构示意图; 图2是本技术探测装置的光电探测器的内部电路图; 图3是本技术实施例1中探测装置的局部电路图。 【具体实施方式】 一种超高速目标无干扰探测装置,如图1和图2所示,包括激光器1、准直透镜3、聚焦透镜5和光电探测器7,所述准直透镜3和聚焦透镜5两者之间形成平面平行激光幕4,所述光电探测器7包括光电转换电路8和放大电路9,光电转换电路8将光照射量转换成电信号后经过放大电路9放大。 激光器I产生扇形激光束2,扇形激光束2经过准直透镜3扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜5后形成会聚光束6,会聚光束6聚焦于光电探测器7的光电转换电路8的接收面上,光电转换电路8将光照射量转换为电信号,电信号经放大电路9放大后输出。 准直透镜3和聚焦透镜5两者之间形成平面平行激光幕4,当目标从平面平行激光幕4穿过时,会遮挡部分激光,造成光电探测器7探测的光通量变化,从而,可转换的光照射量减少,对应地,光电转换电路8输出的电信号减少,根据电信号的输出值变化,来确定平面平行激光幕4内是否有目标通过。 实施例1 一种超高速目标无干扰探测装置,如图1和图3所示,包括依次顺序排列的激光器1、准直透镜3、聚焦透镜5和光电探测器7,所述准直透镜3和聚焦透镜5两者之间形成平面平行激光幕4,所述光电探测器7包括光电转换电路8和放大电路9,放大电路9由一级放大器91和二级放大器92组成,光电转换电路8为PIN光电二极管,PIN光电二极管将光照射量转换成电信号后经过一级放大器91和二级放大器92放大,一级放大器91为正向放大,一级放大器91放大5倍或10倍,二级放大器92为反向放大,二级放大器92放大10倍,二级放大器92连接整形电路10。 工作时,激光器I产生扇形激光束2,扇形激光束2经过准直透镜3扩束为平行光网,准直透镜3和聚焦透镜5两者之间形成平面平行激光幕4,平行光网穿过聚焦透镜5,聚焦透镜5后形成会聚光束6,会聚光束6聚焦于PIN光电二极管的接收面上,PIN光电二极管将光照射量转换为电信号,PIN光电二极管的工作电压反向偏置,工作于恒流状态,光电转换电流与平行光网的光照射量成正比例,通过电阻取样方式计算PIN光电二极管的输出电压U,计算公式为:U = IR。其中,I为光电转换电流,R为取样电阻。 PIN光电二极管的输出电压U依次经过一级放大器91和二级放大器92,一级放大器91和二级放大器92采用AD844运算放大器,两级放大,一级放大器91为正向放大,一级放大器91放大5倍或10倍,二级放大器92为反向放大,二级放大器92放大10倍。PIN光电二极管的输出电压U依次经过一级放大器91和二级放大器92后,输出电压放大至50倍或100倍。 二级放大器92连接整形电路10,整形电路10采用比较器对二级放大器92输出的电压信号进行整形,整形后输出标准的TTL信号。 设置比较器11的阈值为2倍于底噪,有效信号则会在2倍于底噪的电压幅值处输出TTL信号。 放大电路9处输出的信号幅值是3倍于底噪则是有效信号。 其中,所述准直透镜3和聚焦透镜5的尺寸皆为200mmX50mmX50mm,扇形激光束2的焦距为500mm,会聚光束6的焦距为350mm,所述准直透镜3和聚焦透镜5两者之间的距离为200mm,即平面平行激光幕4上下宽度为200mm,当直径为Φ 1mm的飞行目标穿越平面平行激光幕4时,会遮挡平行光网的部分光照射量,造成PIN光电二极管可转换的光照射量减少,对应地,PIN光电二极管输出的电信号减少,放大整形后的TTL信号可通过驱动电路外接拍照设备,从而将目标的运行轨迹拍摄下来。 应当注意的时,可以直接通过在放大电路9的后面接入模拟信号测量装置,来测量飞行目标穿过平面平行激光幕4后,放大电路9输出的电压信号变化。【权利要求】1.一种超高速目标无干扰探测装置,其特征在于,探测装置包括激光器(1)、准直透镜(3)、聚焦透镜(5)和光电探测器(7),所述准直透镜(3)和聚焦透镜(5)两者之间形成平面平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高速目标无干扰探测装置,其特征在于,探测装置包括激光器(1)、准直透镜(3)、聚焦透镜(5)和光电探测器(7),所述准直透镜(3)和聚焦透镜(5)两者之间形成平面平行激光幕(4),激光器(1)产生扇形激光束(2),扇形激光束(2)经过准直透镜(3)扩束为平行光网,平行光网穿过聚焦透镜(5),聚焦透镜(5)后形成会聚光束(6),会聚光束(6)聚焦于光电探测器(7)的接收面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:部绍清罗锦阳黄洁罗庆任磊生文雪忠龙耀柳森
申请(专利权)人:中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
类型:新型
国别省市:四川;51

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