一种非接触式空气炮测速设备及其方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式空气炮测速设备，包括空气炮发射管和弹丸测速管；所述空气炮发射管的发射弹道与弹丸测速管的测速弹道同轴心设置，所述测速弹道内径大于所述发射弹道内径；所述空气炮发射管包括管身和发射管头，所述发射管头细于所述管身尺寸；所述空气炮发射管前端的发射管头插入所述测速弹道的弹丸入口中；所述弹丸测速管上设置有弹丸速度测量单元；本发明专利技术的结构简单，大直径弹丸测速管测速全程对空气炮弹丸不接触，能实现对空气炮目标发生碰撞前速度值的精密测量。

A non contact air gun speed measuring device and its method

The invention discloses a non-contact measuring device includes air gun, air gun firing tube and projectile velocity tube; the air gun tube launched ballistic ballistic projectile velocity and velocity tube are coaxially arranged, the speed is greater than the diameter of the ballistic ballistic diameter; the air gun tube comprises a tube the body and the launch tube head, the launch tube head fine in the tube body size; the air gun tube at the front end of the tube head is inserted into the entrance of the ballistic projectile velocity; the velocity measurement of projectile tube is arranged on the projectile velocity measurement unit; the invention has simple structure, large diameter projectile velocity tube full contact of the air velocity of projectiles, to achieve the goal of air cannon collision speed precision measurement value.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式空气炮测速设备及其方法
本专利技术属于测速领域，尤其涉及一种非接触式空气炮测速设备及其方法。
技术介绍
现阶段国内外普遍采用空气炮实验来模拟高速设备的发射、运动、碰撞等过程。空气炮高速弹丸发生碰撞前的速度的精密测量，是实验重复性和获得碰撞后相关参数和稳定性能分析的保证，直接关系到实验结果的可靠性。在现有技术中广泛采用接触靶，采用接触靶方案，其特点是需要在弹道上固定一个真实存在的靶面，弹丸通过该靶面时产生信号，用示波器记录跳变时刻，计算速度。该方案原理和结构简单，但测量精度和量程上存在不足。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种对空气炮目标发生碰撞前速度值精密测量的非接触式空气炮测速设备及其方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的一种非接触式空气炮测速设备，包括空气炮发射管和弹丸测速管；所述空气炮发射管的发射弹道与弹丸测速管的测速弹道同轴心设置，所述测速弹道内径大于所述发射弹道内径；所述空气炮发射管包括管身和发射管头，所述发射管头细于所述管身尺寸；所述空气炮发射管前端的发射管头插入所述测速弹道的弹丸入口中；所述弹丸测速管上设置有弹丸速度测量单元所述弹丸测速管的测速弹道内壁涂有吸光涂层。进一步，所述发射管头的管外壁上端沿管头长度方向一体化设置有条形限位台，所述条形限位台的台面还设置有螺纹限位盲孔，发射管头插入所述测速弹道的弹丸入口状态下，所述弹丸入口内壁上端的条形限位槽与所述条形限位台转动限位配合；所述弹丸测速管外壁上设置有限位通孔，且限位通孔与所述螺纹限位盲孔对应设置；还包括轮盘销，所述轮盘销上的销轴可限位安装于限位通孔和所述螺纹限位盲孔中。进一步，还包括防松弹簧；所述松弹簧套设于所述发射管头上，且所述防松弹簧呈压缩状设置于弹丸测速管和管身之间。进一步，所述弹丸测速管的测速弹道的上壁沿轴线方向间距设置有两个检测孔，各所述检测孔内的检测部件包括紫外光发射头和可见光纤探头靶，且所述紫外光发射头和可见光纤探头靶之间设置有隔板，其中所述紫外光发射头的发射方向朝所述可见光纤探头靶侧倾斜。进一步，所述弹丸速度测量单元包括紫外光激发模块、紫外光导纤维、主机、前光缆和后光缆；所述主机中包括光电转化单元；所述前光缆和后光缆内部设置有可见光导纤维；所述紫外光激发模块的紫外光导出端与所述紫外光导纤维的紫外光导入端连接；所述紫外光导纤维的紫外光导出端与所述紫外光发射头的紫外光导入端连接；所述可见光纤探头靶的可见光导出端与所述可见光导纤维的可见光导入端连接；所述可见光导纤维的可见光导出端与所述主机中光电转化单元的可见光捕捉端连接。进一步，所述主机内还包括数据处理单元，数据处理单元包括计时仪、微处理器和存储器；数据处理单元以微处理器为中心，计时仪、存储器分别与微处理器信号传输连接，所述微处理器的信号输入端与各所述光电转化单元的信号输出端连接。进一步，所述主机上还包括显示器和控制按键，所述显示器的信号输入端与所述微处理器的信号输出端连接；所述控制按键设置于所述显示器下方。进一步，还包括空气炮弹丸，所述空气炮弹丸的弹体中部设置有一圈荧光染料槽，还包括O形弹性荧光染料带，所述弹性荧光染料带可粘附紫外光荧光染料，所述弹性荧光染料带紧密套设于所述荧光染料槽中，且套设状态下的所述弹性荧光染料带外径小于空气炮弹丸主体直径。进一步，一种非接触式空气炮测速设备的方法，具体步骤如下：步骤1：确定沿测速弹道的轴线方向的两所述检测孔相对距离，两所述紫外光激发模块同时连续向两所述紫外光导纤维导入紫外光，进而两所述紫外光发射头分别向两所述检测孔中连续导入紫外光；步骤2：从空气炮弹丸发射筒发射出来的空气炮弹丸进入所述弹丸测速管的弹道中，并且沿弹道高速运动；步骤3：空气炮弹丸上的弹性荧光染料带途径第一个所述检测孔时，第一个所述检测孔中紫外光发射头导出的紫外光被弹性荧光染料带捕捉，随即弹性荧光染料带产生荧光反应，弹性荧光染料带瞬间释放可见光，弹性荧光染料带产生的可见光被第一个所述检测孔中的所述可见光纤探头靶捕捉，并将捕捉到的可见光通过后光缆中的所述可见光导纤维传送到所述主机中的光电转化单元上，光电转化单元将电信号传送给脉冲发生器，随即脉冲发生器给计时仪开始信号；步骤4：空气炮弹丸上的弹性荧光染料带途径第二个所述检测孔时，第二个所述检测孔中紫外光发射头导出的紫外光被弹性荧光染料带捕捉，随即弹性荧光染料带产生荧光反应，弹性荧光染料带再次瞬间释放可见光，弹性荧光染料带产生的可见光被第二个所述检测孔中的所述可见光纤探头靶捕捉，并将捕捉到的可见光通过前光缆中的所述可见光导纤维传送到所述主机中的光电转化单元上，光电转化单元将电信号传送给脉冲发生器，随即脉冲发生器给计时仪结束信号；步骤5：计时仪将时间差数据传送给微处理器，微处理器用沿测速弹道的轴线方向的两所述检测孔相对距离除以弹性荧光染料带依次途径第一个所述检测孔和途径第二个所述检测孔之间的时间差计算空气炮弹丸平均速度，最后微处理器将得出的数据传送给显示器和存储器。有益效果：本专利技术的结构简单，大直径弹丸测速管测速全程对空气炮弹丸不接触，能实现对空气炮目标发生碰撞前速度值的精密测量，采用光纤探头靶捕捉荧光反应信号的方式在稳定性和准确性上要优于普通光靶式测速方式，由于弹性荧光染料带的宽度理论上可以控制的很窄，进而可以大大缩短两个检测孔的间距，提高瞬间速度测量的准确性，克服了接触式测量法在量程和精度上的不足，在抗干扰性和稳定性上也高于线圈靶方案。综合所述：该装置与方法具有结构简单、非接触式、高灵敏度、抗干扰性强、高量程等诸多优异性能。附图说明附图1为本专利技术整体结构示意图；附图2为空气炮发射管与弹丸测速管分离第一结构示意图；附图3为空气炮发射管与弹丸测速管分离第二结构示意图；附图4为弹丸测速管局部结构示意图；附图5为空气炮发射管与弹丸测速管分离内部结构示意图；附图6为检测孔内的检测部件结构示意图；附图7为空气炮弹丸结构示意图；附图8为紫外光和可见光的电磁波谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如附图1至8所示，一种非接触式空气炮测速设备，包括空气炮发射管11和弹丸测速管2；所述空气炮发射管11的发射弹道61与弹丸测速管2的测速弹道62同轴心设置，所述测速弹道62内径大于所述发射弹道61内径，使大直径弹丸测速管11测速全程对空气炮弹丸不接触，能实现对空气炮目标发生碰撞前速度值的精密测量，大直径弹丸测速管测速全程对空气炮弹丸不接触，能更加真实的反应被测物的运动状态；所述空气炮发射管11包括管身111和发射管头64，所述发射管头64细于所述管身111尺寸，为防松弹簧65提供轴向支撑；所述空气炮发射管11前端的发射管头64插入所述测速弹道62的弹丸入口79中；所述弹丸测速管2上设置有弹丸速度测量单元，所述弹丸测速管62的测速弹道61内壁涂有吸光涂层，有效防止外界可见光对测试实验的干扰。所述发射管头64的管外壁上端沿管头长度方向一体化设置有条形限位台67，所述条形限位台67的台面还设置有螺纹限位盲孔68，发射管头64插入所述测速弹道62的弹丸入口79状态下，所述弹丸入口79内壁上端的条形限位槽77与所述条形限位台67转动限位配合，防止测速装置发生转动；所述弹丸测速管2外壁上设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：包括空气炮发射管(11)和弹丸测速管(2)；所述空气炮发射管(11)的发射弹道(61)与弹丸测速管(2)的测速弹道(62)同轴心设置，所述测速弹道(62)内径大于所述发射弹道(61)内径；所述空气炮发射管(11)包括管身(111)和发射管头(64)，所述发射管头(64)细于所述管身(111)尺寸；所述空气炮发射管(11)前端的发射管头(64)插入所述测速弹道(62)的弹丸入口(79)中；所述弹丸测速管(2)上设置有弹丸速度测量单元，所述弹丸测速管(2)的测速弹道(62)内壁涂有吸光涂层。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：包括空气炮发射管(11)和弹丸测速管(2)；所述空气炮发射管(11)的发射弹道(61)与弹丸测速管(2)的测速弹道(62)同轴心设置，所述测速弹道(62)内径大于所述发射弹道(61)内径；所述空气炮发射管(11)包括管身(111)和发射管头(64)，所述发射管头(64)细于所述管身(111)尺寸；所述空气炮发射管(11)前端的发射管头(64)插入所述测速弹道(62)的弹丸入口(79)中；所述弹丸测速管(2)上设置有弹丸速度测量单元，所述弹丸测速管(2)的测速弹道(62)内壁涂有吸光涂层。2.根据权利要求1所述的一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：所述发射管头(64)的管外壁上端沿管头长度方向一体化设置有条形限位台(67)，所述条形限位台(67)的台面还设置有螺纹限位盲孔(68)，发射管头(64)插入所述测速弹道(62)的弹丸入口(79)状态下，所述弹丸入口(79)内壁上端的条形限位槽(77)与所述条形限位台(67)转动限位配合；所述弹丸测速管(2)外壁上设置有限位通孔(51)，且限位通孔(51)与所述螺纹限位盲孔(68)对应设置；还包括轮盘销(52)，所述轮盘销(52)上的销轴(53)可限位安装于限位通孔(51)和所述螺纹限位盲孔(68)中。3.根据权利要求1所述的一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：还包括防松弹簧(65)；所述松弹簧(65)套设于所述发射管头(64)上，且所述防松弹簧(65)呈压缩状设置于弹丸测速管(2)和管身(111)之间。4.根据权利要求1所述的一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：所述弹丸测速管(2)的测速弹道(62)的上壁沿轴线方向间距设置有两个检测孔(43)，各所述检测孔(43)内的检测部件(63)包括紫外光发射头(58)和可见光纤探头靶(60)，且所述紫外光发射头(58)和可见光纤探头靶(60)之间设置有隔板(105)，其中所述紫外光发射头(58)的发射方向朝所述可见光纤探头靶(60)侧倾斜。5.根据权利要求1和4所述的一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：所述弹丸速度测量单元包括紫外光激发模块(54)、紫外光导纤维(55)、主机(5)、前光缆(3)和后光缆(4)；所述主机(5)中包括光电转化单元；所述前光缆(3)和后光缆(4)内部设置有可见光导纤维(59)；所述紫外光激发模块(54)的紫外光导出端与所述紫外光导纤维(55)的紫外光导入端(56)连接；所述紫外光导纤维(55)的紫外光导出端(57)与所述紫外光发射头(58)的紫外光导入端连接；所述可见光纤探头靶(60)的可见光导出端与所述可见光导纤维(59)的可见光导入端连接；所述可见光导纤维(59)的可见光导出端与所述主机(5)中光电转化单元的可见光捕捉端连接。6.根据权利要求5所述的一种非接触式空气炮测速设备，其特征在于：所述主机(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，王启扬，张宁超，宋春焕，任娟，兀伟，敬伟，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61