【技术实现步骤摘要】
一种地雷声振特性的高精度测量装置及测量方法
本专利技术涉及地雷探测
,尤其是一种地雷声振特性的高精度测量装置及测量方法,是声波探测地雷研究中地雷的机械振动特性的测量装置及方法。
技术介绍
埋设地雷的安全和有效探测是一个世界范围内的难题。常用的低频金属探测器基于电磁感应原理,在探测机理上无法有效探测金属含量较少的非金属地雷,可靠性低,并且由于其对金属弹片敏感,存在虚警率较高、探测效率低下等问题。其它如探地雷达技术、红外线热成像探雷技术、X射线探雷技术等成像技术,信号处理时间长,识别准确度差,无法有效分辨地雷、碎片、石块或其他埋藏物的种类;一些非成像技术,如中子探雷技术、核电四极矩共振探雷技术,通过检测地雷中炸药的核素反应或原子核的共振信号鉴别地雷,有较高的探测率和探测速度,但其系统复杂,价格昂贵,检测信号较弱,且会受到电磁场干扰,距离实用阶段还有一定距离。另外,生物式探雷方法(如探雷蜜蜂、探雷狗、探雷草和探雷发光细菌等)还处于探索和实验阶段,虽然虚警率较低但可靠性较差。基于地雷机械特性的声共振探雷技术展示了良好的探测前景,其中地雷的声振特性是衡量地雷机械特性的一个重要特征。地雷的几何尺寸以及通常的埋藏深度,决定了地雷与其上方的埋藏土壤构成的谐振系统的共振频率在低频段,而地雷与其上方土壤构成的谐振系统在声波激励并发生共振的情况下,地雷的雷体罩的振动会表现出特定的声振特性,并影响到地表特定的振动状态。因此,通过检测地雷的声振特性可用于声波识别埋设地雷的研究。目前缺少商用或专用的地雷声振特性测量装置,一个典型的地雷声振特性测量装置应包括信号激励系统、地雷埋设 ...
【技术保护点】
1.一种地雷声振特性的高精度测量装置,其特征在于,包括激光测振仪(101)、脉冲力锤(102)、数据采集卡(103)、模态分析仪(104)、信号发生器(112)、调音台(113)、平衡器(114)、功率放大器(115)、扬声器(116)、计算机(105)、未埋设待测地雷(106)和埋设待测地雷(119);所述激光测振仪(101)通过数据线依次连接所述模态分析仪(104)、所述数据采集卡(103)和所述计算机(105),所述脉冲力锤(102)通过数据线连接所述数据采集卡(103);所述信号发生器(112)通过数据线依次连接所述调音台(113)、所述平衡器(114)、所述功率放大器(115)和所述扬声器(116)。
【技术特征摘要】
1.一种地雷声振特性的高精度测量装置,其特征在于,包括激光测振仪(101)、脉冲力锤(102)、数据采集卡(103)、模态分析仪(104)、信号发生器(112)、调音台(113)、平衡器(114)、功率放大器(115)、扬声器(116)、计算机(105)、未埋设待测地雷(106)和埋设待测地雷(119);所述激光测振仪(101)通过数据线依次连接所述模态分析仪(104)、所述数据采集卡(103)和所述计算机(105),所述脉冲力锤(102)通过数据线连接所述数据采集卡(103);所述信号发生器(112)通过数据线依次连接所述调音台(113)、所述平衡器(114)、所述功率放大器(115)和所述扬声器(116)。2.一种地雷声振特性的高精度测量方法,采用权利要求1所述测量装置,针对于未埋设地雷,其特征在于,具体实施步骤为:(1)在与所述模态分析仪(104)通过数据线连接的所述计算机(105)中建立所述未埋设待测地雷(106)的声振模型,并对声振模型进行测试点布置;(2)调整所述激光测振仪(101)的激光发射口并对准所述未埋设待测地雷(106)的上端圆面(109)的中心位置点(107),检测中心位置点(107)反射回所述激光测振仪(101)的激光信号;(3)根据所述未埋设待测地雷(106)中心位置点(107)与所述激光测振仪(101)的激光发射点之间的距离,调节所述激光测振仪(101)和所述模态分析仪(104)的对焦参数,保持激光处于对焦状态;(4)利用所述脉冲力锤(102)依次激励所述未埋设待测地雷(106)的上端圆面(109)和侧面(108)上的标记点,位于上端圆面(109)和侧面(108)交界处的标记点激励两次,其他各点激励一次,所述未埋设待测地雷(106)的中心位置点(107)作为参考点激励两次,共激励N次,N=(2π/θ)[(R/x)+(H/y)]+1;(5)通过所述数据采集卡(103)采集由所述脉冲力锤(102)激励所述未埋设待测地雷(106)产生的力信号Fi(ω),i=1,2,3…N,并将力信号Fi(ω)数据传输到所述模态分析仪(104)和所述计算机(105)中,ω表示激励频率范围;(6)由所述激光测振仪(101)采集所述未埋设待测地雷(106)产生的响应信号Xi(ω),i=1,2,3…N,并将响应信号Xi(ω)数据传输到所述模态分析仪(104)和所述计算机(105)中;(7)在所述模态分析仪(104)中,经模数转换与快速傅里叶变换将采集的输入力与输出响应的时域信号变换为频域信号并保存,经所述模态分析仪(104)和所述计算机(105)处理后得到所述未埋设待测地雷(106)的各个标记点的频率响应函数hi(ω)=Xi(ω)/Fi(ω),i=1,2,3…N,再通过数据拟合的方法得出所述未埋设待测地雷(106)声振模型的频率响应函数,并由参数识别法解调出所述未埋设待测地雷(106)的模态参数;(8)在所述计算机(105)中处理所述模态分析仪(104)中解调的数据,显示并记录所述未埋设待测地雷(106)在振动模式下的传递函数、模态频率及模态振型参数。3.根据权利要求2所述的地雷声振特性的高精度测量方法,其特征在于,所述步骤(1)中对未埋设待测地雷(106)的声振模型进行测试点布置,具体步骤如下:a)以所述未...
【专利技术属性】
技术研发人员:王驰,段乃源,吴智强,张小青,马辉,李金辉,罗朝鹏,栾信群,
申请(专利权)人:中国人民解放军六三九八三部队,上海大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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