CN106996717A - 基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及靶场测试技术领域，具体涉及一种基于半导体一字线激光光源和平面镜反射原理的弹丸速度测量用探测光幕装置。其系统简单，系统灵敏度高。本发明采用的技术方案包括激光器，激光器位于靶架左侧边框下方，其中轴光线与靶架左侧边框成45°夹角，光电二极管探测阵列位于靶架左侧边框下方左侧，其排布方向与靶架左侧边框成45°夹角，靶架上侧边框和靶架右侧边框上安装有平面反射镜，每一个平面反射镜与上侧边框和靶架右侧边框的夹角均不同，激光器发出的光线经过每一个不同角度的平面反射镜的反射，投射到光电二极管探测阵列上，经平面反射镜反射回的光线和激光器发射出的还未到达平面反射镜的光线在同一个平面内，两种光线共同形成探测光幕。

Description

基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置

一、技术领域

本发明涉及靶场测试技术领域，具体涉及一种基于半导体一字线激光光源和平面镜反射原理的弹丸速度测量用探测光幕装置。

二、背景技术：

在枪、炮、弹、发射药的研制和生产中，弹丸速度是需要经常测试的关键参数。目前靶场较为常用的方法是两台区截装置与测时仪共同组成测速系统。当弹丸飞越两台区截装置对应的探测靶面时，两台装置对应的电路分别输出一个脉冲信号，测时仪测得两个脉冲信号的时间间隔t，该时间间隔即为弹丸穿越两台区截装置对应的探测靶面的时间，设两台区截装置对应的探测靶面的距离为S，则可计算出弹丸飞越两台区截装置对应的探测靶面之间的平均速度为

区截装置按照弹丸是否和装置接触可以分为接触型和非接触型两类，常用的接触型区截装置包括网靶和锡箔靶，常用的非接触型的区截装置包括线圈靶、天幕靶和光幕靶。相对于接触型的区截装置，非接触的区截装置具有非接触、不影响弹丸飞行速度、测量精度高、可重复使用等诸多优点。

天幕靶通常在室外使用，天幕靶在室外使用时，以天空为探测背景，当遇到夜晚试验时，或者需要在室内靶道试验时，则需要为天幕靶配备人工背景光源，专利“天幕靶室内测速用光源”提供了一种天幕靶配人工光源所形成的光幕探测方案。天幕靶配人工光源所组成的光幕探测装置，其优点为系统拆分灵活，单独的天幕靶可以用于室外弹丸速度测量，而天幕靶与光源组合则可以用于室内弹丸速度测量；但其缺点为：系统复杂，安装调试困难，不易移动等问题。

专利“大靶面光幕靶”提供的光幕靶的方案为基于LED发光阵列和半导体接收阵列的光幕探测器，该原理的光幕探测器主要由发光器件阵列、接收器件阵列、信号处理电路、以及相应的机械结构组成，目前主要采用发光效率较高的LED作为发光器件，采用半导体二极管作为接收器件，该原理的光幕探测器可以形成2m×2m的测量靶面，两台光幕探测器组成的光幕靶被广泛应用与室内靶道弹丸速度测量。该原理的光幕探测器具有形成靶面大，测量精度高等特点。但由于其需要较长的一整排LED发光阵列和一整排半导体接收阵列，所以基于该原理的光幕探测装置存在系统加工、装调复杂，发光和探测元器件较多等问题。

三、发明内容

本发明解决现有各种弹丸速度测试用探测光幕装置存在的系统复杂、加工和装调困难等问题，提供一种基于半导体一字线激光光源和平面反射镜原理的弹丸速度测量用探测光幕装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置，其特征在于：所述的装置包括由靶架左侧边框、靶架上侧边框、靶架右侧边框和靶架下侧边框组成的靶架，所述的靶架左侧边框、靶架上侧边框、靶架右侧边框和靶架下侧边框的形状分别为矩形框，所述靶架上侧边框、靶架右侧边框的框架内设置有若干平面反射镜，每一个平面反射镜与靶架上侧边框和靶架右侧边框的夹角均不同，所述的靶架左侧边框的底边上设置有激光器，激光器的中轴光线与靶架左侧边框成45°夹角，靶架左侧边框下部外侧设置有光电二极管探测阵列，光电二极管探测阵列的排布方向与靶架左侧边框成45°夹角；激光器发出的光线经过每一个不同角度的平面反射镜的反射，投射到光电二极管探测阵列上，经平面反射镜反射回的光线和激光器发射出的还未到达平面反射镜的光线在同一个平面内，两种光线共同形成探测光幕；靶架下设置有靶架底座，靶架底座下部的四个角分别设置有可调节的水平调节螺杆，所述的靶架底座上设置有供电电源，供电电源和激光器以及光电二极管探测阵列通过电缆相连接，为激光器和光电二极管探测阵列提供电源。

所述的激光器为扇形半导体一字线激光器，发光角度为90°。

所述的激光器发光波长为650nm，与光电二极管探测阵列的可探测波长相对应。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：

1、系统简单，探测光幕装置主要器件为一台半导体激光光源、平面反射镜以及半导体光电探测阵列组成，且本发明提供的“半导体光电探测阵列”相对于现有专利提供的“半导体接收阵列”长度大大缩短，这样便简化了系统，从测量原理上减少了系统故障率。

2、系统灵敏度高，由于平面反射镜具有较高的反射效率，平面反射镜几乎将所有半导体一字线激光光源所发出的光线反射到达“半导体光电探测阵列”，所以系统几乎没有什么能量损失，这使得系统可以形成最大可达10m×10m的探测靶面，灵敏度明显优于现有各种的光幕探测装置。

四、附图说明：

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明装置弹丸探测光幕的光路示意图。

附图标记说明：1－激光器、2－光电二极管探测阵列、3－靶架左侧边框、 4－靶架上侧边框、5－靶架右侧边框、6－平面反射镜、7－靶架下侧边框、8－供电电源、9－靶架底座、10－水平调节螺杆。

五、具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2：一种基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置，所述的装置由激光器1、光电二极管探测阵列2、靶架左侧边框3、靶架上侧边框4、靶架右侧边框5、平面反射镜6、靶架下侧边框7、供电电源8、靶架底座9和水平调节螺杆10组成。

靶架左侧边框3、靶架上侧边框4、靶架右侧边框5和靶架下侧边框7组成靶架，所述的靶架左侧边框3、靶架上侧边框4、靶架右侧边框5和靶架下侧边框7的形状分别为矩形框，所述靶架上侧边框4、靶架右侧边框5的框架内设置有若干平面反射镜6，每个平面反射镜6的长度为100mm，宽度方向与激光器1 发出的扇形光幕的厚度方向一致，平面反射镜6的宽度大于激光光幕的厚度，每一个平面反射镜与上侧边框4和靶架右侧边框5的夹角均不同。

所述的靶架左侧边框3的底边上设置有扇形半导体一字线激光器，发光角度为90°，激光器发光波长为650nm，与光电二极管探测阵列2的可探测波长相对应，激光器1的中轴光线与靶架左侧边框3成45°夹角，靶架左侧边框3 下部外侧设置有光电二极管探测阵列2，光电二极管探测阵列2的排布方向与靶架左侧边框3成45°夹角；激光器1发出的光线经过每一个不同角度的平面反射镜6的反射，投射到光电二极管探测阵列2上，经平面反射镜6反射回的光线和激光器1发射出的还未到达平面反射镜6的光线在同一个平面内，两种光线共同形成探测光幕；靶架下设置有靶架底座9，靶架底座9下部的四个角分别设置有可调节的水平调节螺杆10。

靶架底座9上设置有供电电源8，供电电源8和激光器1以及光电二极管探测阵列2通过电缆相连接，为激光器1和光电二极管探测阵列2提供电源。

靶架底座9主要用于支撑上部的激光器1、光电二极管探测阵列2、靶架左侧边框3、靶架上侧边框4、靶架右侧边框5、平面反射镜6、靶架下侧边框7 和供电电源8。四个水平调节螺杆10用于调整整个装置的水平状态。靶架底座 9的底部安装有四个滚轮，方便整个装置的移动。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置，其特征在于：所述的装置包括由靶架左侧边框(3)、靶架上侧边框(4)、靶架右侧边框(5)和靶架下侧边框(7)组成的靶架，所述的靶架左侧边框(3)、靶架上侧边框(4)、靶架右侧边框(5)和靶架下侧边框(7)的形状分别为矩形框，所述靶架上侧边框(4)、靶架右侧边框(5)的框架内设置有若干平面反射镜(6)，每一个平面反射镜与靶架上侧边框(4)和靶架右侧边框(5)的夹角均不同，所述的靶架左侧边框(3)的底边上设置有激光器(1)，激光器(1)的中轴光线与靶架左侧边框(3)成45°夹角，靶架左侧边框(3)下部外侧设置有光电二极管探测阵列(2)，光电二极管探测阵列(2)的排布方向与靶架左侧边框(3)成45°夹角；激光器(1)发出的光线经过每一个不同角度的平面反射镜(6)的反射，投射到光电二极管探测阵列(2)上，经平面反射镜(6)反射回的光线和激光器(1)发射出的还未到达平面反射镜(6)的光线在同一个平面内，两种光线共同形成探测光幕；靶架下设置有靶架底座(9)，靶架底座(9)下部的四个角分别设置有可调节的水平调节螺杆(10)，所述的靶架底座(9)上设置有供电电源(8)，供电电源(8)和激光器(1)以及光电二极管探测阵列(2)通过电缆相连接，为激光器(1)和光电二极管探测阵列(2)提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置，其特征在于：所述的激光器(1)为扇形半导体一字线激光器，发光角度为90°。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于反射镜原理的弹丸探测用光幕装置，其特征在于：所述的激光器发光波长为650nm，与光电二极管探测阵列(2)的可探测波长相对应。