一种用于弹速测量的磁光测速系统及其磁光测速方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于弹速测量的磁光测速系统，包括弹筒、主机与示波器，所述主机分别与所述弹筒、所述示波器连接，所述弹筒内设有探测器，所述探测器包括至少一组两套电磁机构与至少一组两套光电机构，所述电磁机构嵌套在所述弹筒的侧壁内，所述光电机构垂直设置于所述弹筒中，所述主机启动所述光电机构并获取所述光电机构与所述电磁机构的信号。本发明专利技术还公开了一种弹速测量的磁光测速方法。本发明专利技术的一种用于弹速测量的磁光测速系统及其磁光测速方法采用磁测速法与激光遮挡测速法相结合，避免单一测速设备对飞行物体材质的要求，对任何材质的弹丸都能够准确获取飞行速度，对于金属弹丸可以同时得到磁测和光测的飞行速度，大大提高冲击实验的精度。提高冲击实验的精度。提高冲击实验的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于弹速测量的磁光测速系统及其磁光测速方法


[0001]本专利技术属于弹速测量设备
，具体地说，涉及一种用于弹速测量的磁光测速系统及其磁光测速方法。

技术介绍

[0002]目前用于轻气炮弹速测量的方法主要有：磁测速法，激光多普勒测速法，遮挡激光束（光幕）测速法。高速飞行弹丸的速度每秒几百米甚至几公里，要求测速的仪器要有较高的灵敏度，极短的响应时间和一定的抗干扰能力。
[0003]磁测速法利用法拉第电磁感应原理，这种测速装置结构简单，经济性好，缺点是只能用于金属物体速度的测量，不能用于非金属物体速度测量，因此使用受到限制。激光多普勒测速法，依据多普勒效应进行速度测量，这种测速设备一般价格比较昂贵，测速成本较高，而且结构复杂，对测速物体表面要求较高，操作不便。遮挡激光束（光幕）测速法，利用飞行的弹体穿过激光束（光幕）导致光电二极管光电流消失的原理来测速，以往这种测速设备通常使用大功率激光器，利用一系列的光学棱镜，将一束激光分成多束激光，分别入射到光电接收器上，因此这种测速装置调节复杂，可靠性差。
[0004]目前在轻气炮弹速测速领域都是采用单一测速方式，即上述3种测速方法中的一种，单一弹速测量方式存在诸多缺点：冲击碰撞实验通常会发生意想不到的状况或者人为操作的失误，单一弹速测速方式不可靠，实验中存在由于没有捕捉到弹速导致实验失败的风险；使用单一弹速测速方式，弹速测量的准确性以及实验误差都难以衡量；在弹速测量过程中，通常需要一个电脉冲信号去触发其他的测试设备，单一测速方式很难给出可靠且稳定的触发电信号。鉴于此，对于本领域技术人员而言，如何提高现有技术中测量弹丸飞行速度的精度和可靠性，以及如果获得准确而又稳定的触发电信号，已成为当前迫切需要解决的重要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的所要解决的技术问题在于提供一种能够稳定获取触发信号，并且精准测量弹丸飞行速度，可靠性高的用于弹速测量的磁光测速系统及其磁光测速方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种用于弹速测量的磁光测速系统，包括弹筒、主机与示波器，所述主机分别与所述弹筒、所述示波器连接，所述弹筒内设有探测器，所述探测器包括至少一组两套电磁机构与至少一组两套光电机构，所述电磁机构嵌套在所述弹筒的侧壁内，所述光电机构垂直安装于所述弹筒中，所述主机开启所述光电机构并获取所述光电机构与所述电磁机构的信号，所述电磁机构与所述光电机构相隔设置，所述两套电磁机构之间的距离与所述两套光电机构之间的距离相等。
[0007]具体的，所述光电机构由激光模组与探头模组组成，所述激光模组与所述探头模组固定在所述弹筒的侧壁相对的两侧。
[0008]具体的，所述弹筒包括头段、尾段与护板，所述头段上设有用于连接到轻气炮发射管上的连接口，两套所述电磁机构分别安装于所述头段的尾端与所述尾段的尾端处，所述头段、所述尾段与所述护板均开设有螺纹孔并通过螺栓连接成一体。
[0009]优选的，所述头段与所述尾段上均开设有安装所述光电机构的安装孔，所述安装孔贯通所述弹筒的侧壁。
[0010]具体的，所述激光模组包括可调焦激光器与套筒，所述可调焦激光器嵌套在所述套筒内，所述探头模组包括变径套管、感应二极管与聚焦透镜，所述感应二极管与聚焦透镜固定在所述变径套管的内部，所述套筒与所述变径套管分别固定在所述弹筒的侧壁两侧的安装孔上。
[0011]具体的，所述聚焦透镜与所述感应二极管通过所述变径套管调节相对距离。
[0012]具体的，所述电磁机构包括磁环与覆盖在磁环两侧的盖板，所述盖板为与所述弹筒的内径相一致的金属圆环，所述磁环上缠绕有漆包线，所述漆包线通过SMA连接座与所述主机连接。
[0013]优选的，所述盖板采用硅钢材质制成。
[0014]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案为：一种弹速测量的磁光测速方法，应用于如上述用于弹速测量的磁光测速系统，包括如下步骤：安装，将磁光测速系统安装在轻气炮发射管连接，并为主机与示波器供电；发射弹丸，在安装完成并确认设备正常运行下，发射弹丸；获取电磁信号数据，主机分别获取两套电磁机构在弹丸通过磁场时的时间节点；获取光电信号数据，主机分别获取两套光电机构在弹丸遮挡激光束时的时间节点；计算弹丸飞行速度，将电磁信号数据或光电信号数据结合两套电磁机构之间的距离或两套光电机构之间的距离，分别计算出磁测速度与光测速度，在误差许可的范围之内，磁测速度与光测速度均为弹丸飞行速度，若超过误差许可范围则判定测速失败，重新进行测速。
[0015]具体的，所述获取电磁信号数据或所述获取光电信号数据步骤中，信号数据均通过所述示波器进行显示。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：采用磁测速法与激光测速法相结合，避免单一检测设备对测速材质的要求，能够准确获取任何材质的弹丸的飞行速度，对于金属弹丸可以同时得到磁测和光测的飞行速度，彼此之间可以校正，大大提供实验的精度；使用小功率的可调焦激光器作为激光光源，体积小，发热量低，不需要复杂的冷却装置，在安装使用过程中避免复杂的光路调节，即使存在加工误差导致激光束不能完全正射感应二极管，也可以通过聚焦透镜收集和校正偏射的激光束，该装置结构简单、体积小巧、轻便，技术结构可靠，成本显著降低，并能有效的与其他设备相互结合用于提供稳定可靠的触发信号，提高冲击碰撞实验的成功率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的整体结构示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例中炮筒的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术实施例中电磁机构的结构示意图。
[0020]图4为本专利技术实施例中激光模组的结构示意图。
[0021]图5为本专利技术实施例中探头模组的结构示意图。
[0022]附图中各序号表示的意义如下：1弹筒，10头段，11尾段，12护板，13连接口，14螺纹孔，15镂空，16安装孔，17凹槽，18SMA连接座，2电磁机构，21盖板，22磁环，23漆包线，3激光模组，31可调焦激光器，32套筒，4探头模组，41变径套管，42感应二极管，43聚焦透镜，5主机，6飞行物，7示波器。
[0023]具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术做详细说明。
[0025]实施例：本专利技术实施例的一种用于弹速测量的磁光测速系统如图1
‑
5所示，包括弹筒1、主机5与示波器7，所述主机5分别与所述弹筒1、所述示波器7连接，所述弹筒1内设有探测器，所述探测器包括至少一组两套电磁机构2与至少一组两套光电机构，所述电磁机构2嵌套在所述弹筒1的侧壁内，所述光电机构垂直设置于所述弹筒1中，所述主机5开启所述光电机构并获取所述光电机构与所述电磁机构2的信号，所述电磁机构2与所述光电机构相隔设置，两套所述电磁机构2之间的距离与两套所述光电机构之间的距离相等。光电机构有主机5提供工作电压，同时电磁机构2与光电机构直接与主机5的信号输入端电连接，用于将电信号传输到主机5，而主机5的信号输出口则与示波器7相连，用于在示波器7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于弹速测量的磁光测速系统，包括弹筒（1）、主机（5）与示波器（7），所述主机（5）分别与所述弹筒（1）、所述示波器（7）连接，所述弹筒（1）内设有探测器，其特征在于：所述探测器包括至少一组两套电磁机构（2）与至少一组两套光电机构，所述电磁机构（2）嵌套在所述弹筒（1）的侧壁内，所述光电机构垂直设置于所述弹筒（1）中，所述主机（5）开启所述光电机构并获取所述光电机构与所述电磁机构（2）的信号，所述电磁机构（2）与所述光电机构相隔设置，两套所述电磁机构（2）之间的距离与两套所述光电机构之间的距离相等。2.根据权利要求1所述用于弹速测量的磁光测速系统，其特征在于：所述光电机构由激光模组（3）与探头模组（4）组成，所述激光模组（3）与所述探头模组（4）固定在所述弹筒（1）的侧壁相对的两侧。3.根据权利要求2所述用于弹速测量的磁光测速系统，其特征在于：所述弹筒（1）包括头段（10）、尾段（11）与护板（12），所述头段（10）上设有用于连接到轻气炮发射管上的连接口（13），两套所述电磁机构（2）分别安装于所述头段（10）的尾端与所述尾段（11）的尾端处，所述头段（10）、所述尾段（11）与所述护板（12）均开设有螺纹孔（14）并通过螺栓连接成一体。4.根据权利要求3所述用于弹速测量的磁光测速系统，其特征在于：所述头段（10）与所述尾段（11）上均开设有安装所述光电机构的安装孔（16），所述安装孔（16）贯通所述弹筒（1）的侧壁。5.根据权利要求4所述用于弹速测量的磁光测速系统，其特征在于：所述激光模组（3）包括可调焦激光器（31）与套筒（32），所述可调焦激光器嵌套在所述套筒（32）内，所述探头模组（4）包括变径套管（41）、感应二极管（42）与聚焦透镜（43），所述感应二极管（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，罗国强，赵磊，黄海军，张联盟，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室潮州分中心，
类型：发明
国别省市：