CN113883976A - 一种弹药破片毁伤数据采集装置 - Google Patents

一种弹药破片毁伤数据采集装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113883976A
CN113883976A CN202111301363.5A CN202111301363A CN113883976A CN 113883976 A CN113883976 A CN 113883976A CN 202111301363 A CN202111301363 A CN 202111301363A CN 113883976 A CN113883976 A CN 113883976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light curtain
data
laser light
data acquisition
curtain wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111301363.5A
Other languages
English (en)
Inventor
吕晓明
李文生
李良春
高飞
肖定军
牛正一
侯文琦
刘柯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
32181 Troops of PLA
Original Assignee
32181 Troops of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 32181 Troops of PLA filed Critical 32181 Troops of PLA
Priority to CN202111301363.5A priority Critical patent/CN113883976A/zh
Publication of CN113883976A publication Critical patent/CN113883976A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B35/00Testing or checking of ammunition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种弹药破片毁伤数据采集装置,适用于弹药测试领域。包括相互连接的激光光幕靶、数据采集存储装置和电源模块,数据采集存储装置无线连接上位机,激光光幕靶包括靶框、第一激光光幕墙和第二激光光幕墙,第一激光光幕墙与第二激光光幕墙相互平行并垂直于地面固定在靶框上,第一激光光幕墙的竖直的一侧阵列式固定多个激光器,竖直的另一侧阵列式固定多个接收器,第二激光光幕墙的水平的一侧阵列式固定多个激光器,水平的另一侧阵列式固定多个接收器;靶框的横向支撑杆上固定数据采集存储装置。本发明通过激光光幕靶配合数据采集存储装置来探测捕捉空中飞行破片,既可用于测试金属破片,又可以用于测试非金属破片不受自然条件的限制。

Description

一种弹药破片毁伤数据采集装置
技术领域
本发明属于弹药测试领域,具体地说,涉及一种弹药破片毁伤数据采集装置。
背景技术
高能炸药在引爆时会形成大量的自然破片,弹体战斗部的正常破片的初速度以及初速度分布是武器总体计算杀伤概率时的必需参数。所谓正常破片是指,根据武器作战性能及作战目标提出的,要求在离战斗部一定距高外能穿透规定厚度靶的破片,其余的破片统称非正常破片。这些自然破片具有尺寸小、形状无规则、分布广、飞行速度高、杀伤力大、密集度大、速度方向各不相同等特点,从而造成了试验测试的环境非常恶劣和危险,干扰严重,使得破片速度的动态精确测试有很大的困难。
目前,大多数情况下采用梳状靶、网靶、电探针等接触式测量方法,但这些方法只能测量飞行速度最快的破片,而且由于破片的飞行方向与探测面大多时形成一定的夹角,因此导致测量值与实际值有一定差距。高速摄影装置和脉冲X射线摄影设备虽然可以实时记录破片的影像,并最终从拍摄的影像判读实际速度,但对动态爆破的多个破片,识别难度较大,对与预想弹道成大角度飞行的破片,测试误差较大。在瞬态高温、高压、强冲击条件下拍摄的脉冲X射线底片,图像本身,信噪比低,在人工判读底片的过程中,不可避免地引入一定程度的误差;此外,脉冲X射线摄影装置的价格昂贵,并且实际测试环境恶劣,布置位置难以确定,极易造成设备的损坏而增加使用成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种非接触测量、探测有效面积广的弹药破片毁伤数据采集装置。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种弹药破片毁伤数据采集装置,包括相互连接的激光光幕靶、数据采集存储装置和电源模块,所述数据采集存储装置无线连接上位机,所述激光光幕靶包括靶框、第一激光光幕墙和第二激光光幕墙,所述第一激光光幕墙与第二激光光幕墙相互平行并垂直于地面固定在靶框上,所述第一激光光幕墙的竖直的一侧阵列式固定多个激光器,竖直的另一侧阵列式固定多个接收器,所述第二激光光幕墙的水平的一侧阵列式固定多个激光器,水平的另一侧阵列式固定多个接收器;所述靶框的横向支撑杆上固定数据采集存储装置,所述数据采集存储装置包括依次连接的信号采集模块、数据处理模块、数据存储模块,所述数据处理模块连接数据传输模块。
进一步的,所述靶框与激光器通过固定组件固定连接,所述激光器与靶框间的夹角为45°,所述激光器的发射光束可延轴线旋转,所述激光器可延靶框移动。
进一步的,所述接收器外覆盖有遮光板,所述激光器发射的光束的波长为655nm-662nm,所述遮光板用于滤除波长655nm-662nm以外的光束。
进一步的,所述信号采集模块包括依次连接的信号调理电路和低功耗低噪声比较放大器,所述数据存储模块包括FLASH。
进一步的,所述数据处理模块包括相互连接的FPGA和CPU,所述信号采集模块的输出端连接FPGA的输入端。
进一步的,所述接口板包括数据传输模块,所述数据传输模块包括USB接口、SD卡接口和VHF频段传输模块。
进一步的,所述电源模块包括相互隔离的模拟电路供电单元和数字电路供电单元。
进一步的,所述第一激光光幕墙与第二激光光幕墙间距离可调节。
进一步的,所述上位机用于实现人机交互和现场采集数据的管理、监测、分析和设备状态评估,所述上位机的功能包括控制模块、数据采集、数据处理和数据显示:
所述控制模块包括参数设置和触发开关,所述控制开关控制数据采集;
所述数据采集包括远程采集和储存器采集,所述数据采集连接数据处理;
所述数据处理包括原始数据保存和处理后数据保存,所述数据处理连接数据显示;
所述数据显示包括图形化显示、缩放处理、图形移动和图形保存。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明通过激光光幕靶配合数据采集存储装置来探测捕捉空中飞行破片,既可以用于测试金属破片,又可以用于测试非金属破片,光幕靶测试技术采用人工光源,不受自然条件的限制,测试灵敏度和可测试性很高,且操作简单、非接触式测量。本发明采用阵列式激光光幕靶方法,使光幕靶具有分区功能,且能测量尺寸为5mm的破片速度及破片群分布。本发明采用非接触测试方法,测试精度更高,探测的有效面积更广,同时具有抗干扰,可多次测试、易维护等优势。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的数据采集存储装置的原理框图;
图2是本发明的数据采集存储装置的各模块组成框图;
图3是本发明的信号调理电路原理图;
图4是本发明的存储电路原理图;
图5是本发明的上位机功能模块结构框图;
图6是本发明的模型建立测试图;
图7是本发明的算法设计流程图;
图8是本发明的近似干扰物过靶信号测试结果;
图9是本发明的破片过靶信号及内触发结果。
其中:1-滤波整形比较电路。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种弹药破片毁伤数据采集装置,用于采集破片分布密度、有效破片数量、毁伤破片数量、破片速度和破片质量等信息。包括相互连接的激光光幕靶、数据采集存储装置和电源模块,所述数据采集存储装置无线连接上位机,所述激光光幕靶包括靶框、第一激光光幕墙和第二激光光幕墙,所述第一激光光幕墙与第二激光光幕墙相互平行并垂直于地面固定在靶框上,所述第一激光光幕墙的竖直的一侧阵列式固定多个激光器,竖直的另一侧阵列式固定多个接收器,所述第二激光光幕墙的水平的一侧阵列式固定多个激光器,水平的另一侧阵列式固定多个接收器;所述靶框的横向支撑杆上固定数据采集存储装置,所述数据采集存储装置包括依次连接的信号采集模块、数据处理模块、数据存储模块,所述数据处理模块连接数据传输模块。所述信号采集模块包括依次连接的信号调理电路和低功耗低噪声比较放大器,所述数据存储模块包括FLASH。所述数据处理模块包括相互连接的FPGA和CPU,所述信号采集模块的输出端连接FPGA的输入端。所述接口板包括数据传输模块,所述数据传输模块包括USB接口、SD卡接口和VHF频段传输模块。
在本发明的一个实施例中,靶框与激光器通过固定组件固定连接,激光器与靶框间的夹角为45°,激光器的发射光束可延轴线旋转,激光器可延靶框移动,保证3个自由度的调整。接收器外覆盖有遮光板,激光器发射的光束的波长为655nm-662nm,遮光板用于滤除波长655nm-662nm以外的光束。
本发明的激光光幕靶是一种基于光电转换原理的非接触型测量系统,以激光器发射光源形成的光幕为靶面,破片穿过靶面时会遮住部分光幕从而引起接收器接收到的光通量发生变化,接收器引起的光电流经过光电转换电路产生脉冲信号,再经过电路处理,将脉冲信号作为数据采集存储装置的触发信号。在破片先后穿过两个靶面后,数据采集存储装置分别记录这两个时刻,以此计算出破片穿过两个靶面间弹道的时间,即可计算出弹丸穿过两靶面的平均速度。其中第一激光光幕墙与第二激光光幕墙间距离可调节,在本发明的一个实施例中,第一激光光幕墙与第二激光光幕墙之间相距0.5米。
高速飞行的破片穿过光幕墙时,引起的激光束传感器输出波形,破片的宽度与破片遮住的纵向相邻激光束的条数相关,破片的高度与破片遮住横向相邻激光束的条数相关,因此,光幕的输出遮住激光束编号中隐含破片的数量与体积信息,在本发明的一个实施例中,水平的激光器阵列与接收器阵列和竖直的激光器阵列与接收器阵列各200组,即纵向激光束的条数和横向激光束的条数均为200条。
本发明采用二维光幕测量破片的质量,二维光幕是将第一激光光幕墙与第二激光光幕墙按照正交的方位摆放。当破片穿过光幕时,第一激光光幕墙测得破片在竖直方向的形状,第二激光光幕墙测得破片在水平方向上的形状,通过分别建立两个光幕墙的输出波形与破片形状关系的模型,可以测得破片的数量与体积,从而得到破片的质量。针对飞过光幕的一枚破片的质量m进行测量,即关键是测量破片的体积。采用一维光幕测量破片的质量,再结合破片的速度参数最终得到破片的动能参数。
具体函数关系如下:
W=(1/2)*ρ*V*Vt*Vt
式中,W为动能,ρ为破片材料密度;V为破片估算出的体积;Vt为碎片的即时速度
菱形破片:
V=(1/2)(L*i)*(L*j)*h;
球形碎片
V=(1/6)π*(L*i)*(L*i)*(L*i)
m=ρ*V
为接收到的光通量变化量:L为激光束间隔距离;h为碎片厚度,i为被遮住的横向激光束条数,j为被遮住的纵向激光束的条数;V为破片的体积;m为破片的质量;ρ为破片材料密度。
如图1所示,本发明的数据采集存储装置的原理框图,信号采集模块用于将经信号调理电路放大的电压信号(即破片的靶信号)转换为数字量,选用FPGA对应靶信号;如图2所示,本发明采用RAM先将大量数据先进行缓存后,然后再写入到数据存储模块FLASH中,因为FPGA的数据流速率快,数据存储模块FLASH较之存储速率慢,采用数据流缓存模块RAM解决了数据流的“快进慢出”问题。数据存储模块FLASH将采集到的数据进行长久存储,且掉电不丢失,且存储容量大。
在本发明的一个实施例中,信号调理电路采用一级差分放大器,如图3所示为信号调理电路的电路图,采用了RC阻容滤波网络构成抗混叠滤波器,其时间常数为0.1ms,可以有效地滤除高频干扰信号,使后续模数转换中不会发生频率混叠。本发明采用低功耗低噪声比较放大器将输出信号转为逻辑信号输出到FPGA端采样,低功耗的特性使得它非常适合电池供电的监测设备,提高了测量精度,增强了对不同测试对象的适应性。
本发明的数据传输模块包括有线(USB接口、SD卡接口)和无线传输接口(VHF频段传输模块)两种通信方式将存储的数据传输给上位机,并且用来接收上位机发送的指令集,从而控制数据采集存储装置进行相关操作。本发明的电源模块内部分为两个独立的供电单元,分别为模拟电路部分供电和数字电路部分供电,二者相互隔离,减少模数信号间干扰。
如图2所示,数据采集存储装置的复位指令和启动采集指令通过上位机发送,受上位机控制。数据采集存储装置初始化后进入待触发模式,信号采集模块开始循环采集波形;当主控CPU(型号为GD32F450)接收到触发信号后,控制数据流缓存,然后控制Flash芯片的写操作和读操作。上位机与下位机之间通过SD/USB数据导出接口和无线传输模块,完成数据流的传输。
本发明的数据处理芯片采用的是FPGA,型号为EP4CE30F23C8N,RAM的型号为IS61LV51216-10TI,该芯片容量1MB,读写速度可以达到10nS级别,当数据采集完成后,将由主控CPU统一传输至Flash上,其中Flash芯片的型号为XTSD08GLGEAG,Flash芯片硬件电路如图4所示。
破片数据测试外场试验结束后,需要将存储于Flash里的数据传输给上位机,进行波形显示和信号处理。本发明采用标准USB-A通信接口可以通过U盘导出数据,也可以通过VHF频段传输模块进行远程数据导出方式。USBDM和USBDP为一对差分输入输出端口,与U盘相连接;主控CPU自动检测U盘,然后通过导出按键,自动将采集的数据导出到U盘。远程数据导出功能,通过上位机控制指令从VHF频段传输模块下发到采集数主控CPU上,主控CPU响应指令,然后通过特定协议传输到上位机处理器进行波形显示和信号处理。如系统初始化、采集模式,启动采集等。
本发明的电源供电采用13.8V的高密度容量锂电池,具有体质小,重量轻,方便野外测试。各组电压转换模块采用了高效率,宽输入电压,隔离式电源转换模块URB_LD-20WR3,有效地阻断了模块间的频率传导干扰,大大提升了数据采集器的稳定性。
如表1所示为本发明的一个实施例的指标与规格参数:
Figure BDA0003338453360000071
Figure BDA0003338453360000081
表1:指标与规格参数
本发明的上位机用于实现人机交互和现场采集数据的管理、监测、分析和设备状态评估,可完成数据的查看、查询,能够按时、按天、按周、按月查看,具有输入爆炸物(炮弹)参数,如密度,预制破片类型(菱形,球形)等参数,实现更为精确的计算破片的毁伤程度。该激光破片毁伤数据采集系统上位机软件主要实现数据的接收,数据的监测管理,数据的分析处理等功能,上位机系统软件功能结构如图5所示。
在该系统软件设计中主要分为以下四大模块:控制模块、数据采集模块、数据显示模块、数据处理模块:
控制模块:由指令发送参数设置系统模块和触发使能部分模块组成。指令发送参数配置是控制端发送一系列指令给客户端,使客户端分别实现不同的功能,指令发送完成后,客户端便可以工作在采集数据状态,控制端通过网络通信对客户端进行触发使能操作。
数据采集模块:采集通过激光光幕起始靶和停止靶的破片数量和时间,为保证采集到的数据完整采集回传,数据采集模块主要由网络收发模块、串口转USB模块组成。正常情况下系统以网络通信方式将信号发送至上位机,如果爆炸完毕后,某一装置的网络通信在数据回传时不便于读取数据,则将由USB接口读取数据,直接送到测发控软件,基于以上两种不同的通信方式,系统测发控软件都会对每次将采集模块回传的数据存储到固定硬盘或者CF卡中,方便对数据进行分析。
数据显示模块:数据显示模块由数据采集获取、数据图形变换、数据图形处理,数据保存等几个模块组成。数据采集获取是指实时获取测试设备的数据;数据图形变换是指将采集到的数据通过一系列功能处理便于客户对数据的观测;数据图形处理是将图形变换后的数据进行处理,方便客户在视野界面上观看;数据保存是指将以图形显示的数据保存下来,方便设计者或者客户对数据进行分析、修改,同时支持对数据的查看、查询,能够按时、按天、按周、按月查看和导出往期数据,进行数据分析和比较。
数据处理模块:数据处理模块包括一系列数据处理以及算法便于用户获取物理量的有效信息;由于待测信号有破片数量、爆炸时刻、破片经过起始靶和停止靶的时间,可以通过有效算法法来求得,破片的动能、动量,然后对破片的毁伤程度进行估计。通过采集激光靶信号变化,转换为电压信号,经解读电压信号然后计算出经过光幕的破片数量。再由测得数据经计算得出破片的质量。数据处理模块主要可以分析出破片的分布密度、有效破片数量、毁伤破片数量、破片速度、破片质量等功能。
威力分析模块主要为支撑弹药/战斗部建模和弹药/战斗部的静动态威力分析。其中破片场的威力分析主要包括飞散角、飞散角方向中心角、破片数目、质量分布等分析功能。系统提供弹药/战斗部参数化建模功能,同时支持导入通用格式弹药/战斗部CAD模型,支持数据驱动的威力场三维化可视化显示。
破片毁伤数据采集器主要由数据采集存储装置与激光光幕靶相互配合,应用于战斗部静爆后测量破片飞行速度、破片数量等数据采集和处理的外场试验。数据采集存储装置触发后能够实时采集破片飞过两路光幕靶的过靶波形信号,然后将数据流进行高速实时存储,并可保证数据不因断电丢失。试验结束后,经USB或无线通信接口将数据采集存储装置中存储的数据传输至上位机中,工作人员采用破片数据采集器专用软件对该数据处理后可得到完整的破片过靶波形,并算得破片的飞行速度、破片的分布密度、有效破片数量以及毁伤破片数量。具体过程分解如下:
1)上电初始化
数据采集存储装置上电后默认进入初始化状态,电源指示灯和状态指示灯点亮,各寄存器复位清零,也可以通过上位机发送复位指令进行系统初始化。如果初始化状态正常,则进入待触发状态,否则需要人工进行故障排查。
2)等待触发
进入待触发状态后,信号采集模块等待触发信号的产生。若仪器工作于外触发方式,则需等待战斗部爆炸后断开触发线,产生的正向脉冲来触发数据采集存储装置由待触发状态转换到启动记录状态;如果工作于内触发状态,则需等到产生过靶信号后切换到下一个状态。在待触发状态下,信号采集模块己经开始采集无破片过靶时的激光管电压波形,缓存数据流进行循环覆盖;存储介质Flash芯片进行坏块检测以及好块的擦除,以保证后续启动记录时,存储数据的正确性和可靠性。
3)启动记录
进入启动记录状态后,从触发点开始到结束采集这段时间内的数据为有效数据,其余的如外场试验中余波产生的振动信号等无用信号不进行采集,数据采集存储装置采用流水线方案将数据流实时存储到Flash芯片里,存储速率高,数据掉电不丢失,可以长时间保存。
4)开启传输
数据存储完毕后,数据采集存储装置开启数据。
本发明具有如下特点:
1)有2路模拟信号输入:测量时,破片飞过启动光幕产生的过靶信号输入给AD芯片的A通道,飞过停止光幕产生的过靶信号输入给B通道。因为有200个发射管和接收管,所以选用十进一出的AD变换器,共选用20个,每个AD的采样率为20MHz,转换精度为16位,并在转换后的数据尾部加上4位数据帧标志,共同构成16位二进制数,从而方便后续通过帧标志的区别对A,B两通道数据进行分离。
2)存储部分要满足高速大容量存储需求。破片毁伤数据采集器存储速率可达2MBytes/s依据单次外场试验采集到破片过靶信号的数据流为8Mbit,计算可知存储时间仅为500ms;此外,采集器的存储总容量为16Gbit。因此,数据采集存储装置理论上可以进行上百次试验,满足大容量要求。
3)触发方式:外触发或者内触发,外触发采用通断线方式产生一个正向脉冲来触发采集器工作。内触发是先通过软件设置触发电平阈值,当有过靶信号时,其电压值会大于系统设置的阈值,从而触发数据采集存储装置开始数据的采集存储。
本发明破片过靶信号的模型建立原理如下:
破片飞过光幕靶面时会遮住一部分光幕,造成反射光汇聚到光敏管上的光通量减少,使得光敏管产生的光电流减弱,经过前置放大电路后,将电流信号的变化转化为一个正向脉冲的电压信号,这个信号称之为破片过靶信号。破片飞行的速度与过靶波形的持续时间成反比例关系,即破片飞行速度越快,其穿过光幕所需的时间就越短,激光破片测速仪探测到的信号波形持续时间就越窄;反之,破片飞行速度较低时,其穿过光幕所需的时间就越长,激光破片测速仪探测到的信号波形持续时间就越宽;此外,过靶信号的幅值和被遮挡光幕的面积成正比例关系,即破片的截面积越大,遮挡的光通量越多,转换为电压信号的幅值就越大。战斗部产生的破片绝大部分为预制破片,在武器生产时预先分布在它的壳体内部,破片通常由金属钨珠构成。球形破片的过靶示意图如图6所示,球形钨珠的直径φ=4mm,光幕平均厚度为h=4mm,整个光幕的光强分布是均匀的,由破片过靶示意图可知,破片在飞过两路光幕靶时,其挡光面积A1(x)与两个因素有关:破片的直径φ和破片相对于光幕的位移x,挡光面积的数学表达式为:
Figure BDA0003338453360000111
上式中,x≧0的物理含义为破片刚开始进入光幕;x=2的物理含义为破片整体一般部分刚好遮挡光幕;2≦x≦4的物理含义为破片另一部分穿过光幕;破片废除光幕过程与之对称。假设破片的飞行速度为v=1000m/s垂直于光幕方向飞过光幕,破片飞行的全部距离为S1=D+h为8mm,因此,由多次试验统计结果可知,该激光破片测速仪的破片过靶信号为电压幅值于破片挡光面积光通量的转换因子δ=0.1V/mm2,因此,可以通过MATLAB建立破片的过靶信号的电压幅值U1(t)与实践Δt1理论模型。
为了算得过靶信号的持续时间,数据采集存储装置分别检测计时起点N1和计时终点N2。分析可知,没有物体飞过激光光幕时,数据采集存储装置采集到的模拟信号为激光破片测速仪的本体噪声小信号,该信号为低频信号,幅值不超过100mV;当有物体(昆虫或者破片)飞过激光光幕时,数据采集存储装置采集到的过靶信号为正向脉冲信号,电压幅值均超过1V。因此,数据采集存储装置设置电压检测阀值UT的大小为0.2V。当装置采集到的过靶信号的电压幅值开始增大并且大于UT时,记录此时刻为计时起点N1,数据处理模块内部计数器开始计数;当装置采集到的过靶信号的电压幅值开始减小并且小于UT时,记录此时刻为计时起点N2,内部计数器停止计数;由此可以算出过靶信号的持续时间Δt,将Δt与阂值TS相比较,依据判定表达式,数据采集存储装置就可以自动判决该内触发信号有效与否。系统模数转换的精度为16位,输入电压的动态范围为士2.048V,可以推算出电压阂值UT对应的数值为OX8CC。算法的设计流程图如图7所示。
算法的理论仿真满足要求,为验证该算法在实际试验中是否可行,弹药破片毁伤数据采集装置分别进行模拟试验和实弹试验,模拟试验的测试结果如图8所示,实弹试验的测试结果如图9所示。
图8中,试验选取得塑料锥形柱体的长度为8mm,并用弹弓弹射该锥形柱体来模拟干扰物等物体穿过激光光幕,激光破片测速仪测得塑料柱体的飞行速度为19.9m/s,过靶信号理论算得的持续时间为614us。由上位机显示的测试结果可知,数据采集存储装置测得的过靶波形持续时间为600us,超过阂值时间100us,系统自动判定结果为该内触发无效。
图9中,某特定预制的破片有效直径为4mm,静爆后测得该破片的飞行速度为866m/s,可以算得该破片过靶信号的理论持续时间为9.2us。由上位机显示的测试结果可知,数据采集存储装置测得的过靶波形持续时间为9us,小于阀值时间100us,系统自动判定结果为该内触发有效。
本发明的过靶信号的理论持续时间和试验测试结果存在3%的误差,该误差产生原因之一为计算速度时提取的特征点会存在细微的偏差,该误差对数据采集存储装置判定内触发是否有效的结果不会产生影响,因此该方案是正确可行的。

Claims (9)

1.一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,包括相互连接的激光光幕靶、数据采集存储装置和电源模块,所述数据采集存储装置无线连接上位机,所述激光光幕靶包括靶框、第一激光光幕墙和第二激光光幕墙,所述第一激光光幕墙与第二激光光幕墙相互平行并垂直于地面固定在靶框上,所述第一激光光幕墙的竖直的一侧阵列式固定多个激光器,竖直的另一侧阵列式固定多个接收器,所述第二激光光幕墙的水平的一侧阵列式固定多个激光器,水平的另一侧阵列式固定多个接收器;所述靶框的横向支撑杆上固定数据采集存储装置,所述数据采集存储装置包括依次连接的信号采集模块、数据处理模块、数据存储模块,所述数据处理模块连接数据传输模块。
2.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述靶框与激光器通过固定组件固定连接,所述激光器与靶框间的夹角为45°,所述激光器的发射光束可延轴线旋转,所述激光器可延靶框移动。
3.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述接收器外覆盖有遮光板,所述激光器发射的光束的波长为655nm-662nm,所述遮光板用于滤除波长655nm-662nm以外的光束。
4.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述信号采集模块包括依次连接的信号调理电路和低功耗低噪声比较放大器,所述数据存储模块包括FLASH。
5.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述数据处理模块包括相互连接的FPGA和CPU,所述信号采集模块的输出端连接FPGA的输入端。
6.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述接口板包括数据传输模块,所述数据传输模块包括USB接口、SD卡接口和VHF频段传输模块。
7.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述电源模块包括相互隔离的模拟电路供电单元和数字电路供电单元。
8.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述第一激光光幕墙与第二激光光幕墙间距离可调节。
9.根据权利要求1所述的一种弹药破片毁伤数据采集装置,其特征在于,所述上位机用于实现人机交互和现场采集数据的管理、监测、分析和设备状态评估,所述上位机的功能包括控制模块、数据采集、数据处理和数据显示:
所述控制模块包括参数设置和触发开关,所述控制开关控制数据采集;
所述数据采集包括远程采集和储存器采集,所述数据采集连接数据处理;
所述数据处理包括原始数据保存和处理后数据保存,所述数据处理连接数据显示;
所述数据显示包括图形化显示、缩放处理、图形移动和图形保存。
CN202111301363.5A 2021-11-04 2021-11-04 一种弹药破片毁伤数据采集装置 Pending CN113883976A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111301363.5A CN113883976A (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种弹药破片毁伤数据采集装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111301363.5A CN113883976A (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种弹药破片毁伤数据采集装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113883976A true CN113883976A (zh) 2022-01-04

Family

ID=79016984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111301363.5A Pending CN113883976A (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种弹药破片毁伤数据采集装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113883976A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114563035A (zh) * 2022-01-11 2022-05-31 广州辰创科技发展有限公司 用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统
CN115355774A (zh) * 2022-07-28 2022-11-18 中国人民解放军63856部队 一种小口径步兵榴弹破片空间分布试验方法
CN117968466A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 中国兵器工业试验测试研究院 一种小尺寸超高速破片飞行姿态测速系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080204704A1 (en) * 2007-01-25 2008-08-28 Accusport International, Inc. Monitoring System And Method For Determining The Speed And/Or Angle Of Motion Of An Object
CN102749470A (zh) * 2012-07-03 2012-10-24 南京理工大学 一种破片速度测量装置
CN103206986A (zh) * 2013-04-10 2013-07-17 中北大学 一种高速运动目标参数测试系统及方法
US20180113095A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-26 Invocon, Inc. System and method for detecting multiple fragments in a target missile
CN111964546A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 中国人民解放军32181部队 未爆弹激光销毁效应测试系统及测试方法
CN113008137A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 西安工业大学 面阵ccd成像和光电编码组合的破片群测试装置和方法
CN213874000U (zh) * 2020-12-10 2021-08-03 南京卓砾智测控技术有限公司 一种用于定向破片速度衰减规律测量用的测速装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080204704A1 (en) * 2007-01-25 2008-08-28 Accusport International, Inc. Monitoring System And Method For Determining The Speed And/Or Angle Of Motion Of An Object
CN102749470A (zh) * 2012-07-03 2012-10-24 南京理工大学 一种破片速度测量装置
CN103206986A (zh) * 2013-04-10 2013-07-17 中北大学 一种高速运动目标参数测试系统及方法
US20180113095A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-26 Invocon, Inc. System and method for detecting multiple fragments in a target missile
CN111964546A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 中国人民解放军32181部队 未爆弹激光销毁效应测试系统及测试方法
CN213874000U (zh) * 2020-12-10 2021-08-03 南京卓砾智测控技术有限公司 一种用于定向破片速度衰减规律测量用的测速装置
CN113008137A (zh) * 2021-02-19 2021-06-22 西安工业大学 面阵ccd成像和光电编码组合的破片群测试装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韦宏强等: "基于激光靶的战斗部破片群速度测量方法", 《仪器仪表学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114563035A (zh) * 2022-01-11 2022-05-31 广州辰创科技发展有限公司 用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统
CN114563035B (zh) * 2022-01-11 2024-05-24 广州辰创科技发展有限公司 用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统
CN115355774A (zh) * 2022-07-28 2022-11-18 中国人民解放军63856部队 一种小口径步兵榴弹破片空间分布试验方法
CN117968466A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 中国兵器工业试验测试研究院 一种小尺寸超高速破片飞行姿态测速系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113883976A (zh) 一种弹药破片毁伤数据采集装置
CN100395547C (zh) 混凝土灌注桩质量检测系统
CN102288625A (zh) 一种渠道混凝土衬砌无损检测系统
CN105866253B (zh) 一种基于k均值聚类的双声发射源定位方法
CN105629253A (zh) 一种靶场末区多方式融合落点测量系统
CN213874000U (zh) 一种用于定向破片速度衰减规律测量用的测速装置
CN104792262A (zh) 一种光敏面靶
CN113074591A (zh) 一种双靶面多点阵声学精度靶及弹头激波马赫角测试方法
CN109654953A (zh) 一种大靶面弹丸着靶坐标及速度测量方法
CN111445522A (zh) 被动式夜视智能探雷系统及智能探雷方法
CN106093917A (zh) 基于fpga技术的高精度星载激光高度计地面定标系统
CN103537091A (zh) 一种排球传球垫球自动测试仪器及其测试方法
CN104635238B (zh) 用于地震波法超前地质预报的多功能测量仪及其使用方法
CN103453799A (zh) 轻武器射出子弹数量的实时检测方法
CN109633202A (zh) 一种双网靶弹丸测速系统及其测试方法
CN206523649U (zh) 一种大气流场光学测量仪
CN206056774U (zh) 一种激光功率测量装置
CN208986931U (zh) 一种智能冻土路基安全监测的传感器装置
CN107367201A (zh) 一种大范围多目标炮弹炸落点声源定位方法
CN107202993A (zh) 基于全波形采样的级联声光大视场激光三维成像系统
CN109580977A (zh) 空气炮弹丸出口速度测试系统
CN107228955A (zh) 一种天幕靶检定装置
CN102607798B (zh) 一种测量大气湍流内尺度的装置及测量方法
CN107179303B (zh) 微滴荧光检测方法、装置、系统、存储介质与计算机设备
CN211717284U (zh) 基于传感器立体布阵方式的开放式报靶装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220104