CN203535235U - 一种破片位置信号拾取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种破片位置信号拾取装置，包括破片位置信号感知模块和接收装置；破片位置信号感知模块包括金属基线一和金属基线二；金属基线一和金属基线二上均设置有呈梳齿结构的金属感应线；金属基线一上的每根金属感应线与金属基线二上的每根金属感应线平行交互设置；金属基线一连接有导线一，金属基线二连接有导线二。本实用新型结构简单，价格便宜，可以将多个破片位置信号感知模块串接成所需要的靶面大小，可连续拾取破片位置信号，有效解决目前使用光幕靶成本昂贵、无法连续拾取破片位置信号、受有效靶面限制等问题；将通断信号转换成电流信号进行远距离传送，解决了现有技术中直接用电压传送造成信号失真大的问题。

Description

一种破片位置信号拾取装置

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种破片位置信号拾取装置。

背景技术

破片位置信号拾取装置的主要用途是，在破片的飞行时间和速度测量时拾取破片飞过某一特定位置的信号，以便启动或停止其它测试设备开始或停止数据采集，目前普遍采用的破片位置信号拾取装置有铜丝网靶和光幕靶。铜丝网靶的工作原理是将导线缠绕在固定架上，当这些导线被破片击断后，给出一个由通变断的信号；光幕靶是根据光电变化的原理给出破片位置信号的，当破片飞过光幕靶的靶面时，照射到光幕靶上的背景光的光通量发生了变化，由此给出破片位置信号。

采用铜丝网靶拾取破片位置信号时，由于铜丝一旦被击断就无法使用，因此不能连续拾取破片的位置信号，同时由于加工的一致性无法保证，因此定位精度低；光幕靶价格昂贵，有效靶面具有一定的局限性。

一般拾取破片位置信号的场所环境比较恶劣，设备容易被强大的冲击波和破片损坏，因此使用光幕靶的成本昂贵，同时受有效靶面的限制，通常在拾取破片位置信号时不被使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是破片位置信号拾取装置，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种破片位置信号拾取装置，包括破片位置信号感知模块和接收装置，所述接收装置包括信号拾取电路和信号转换电路，破片位置信号感知模块连接信号拾取电路，信号拾取电路连接信号转换电路；破片位置信号感知模块包括金属基线一和金属基线二；金属基线一和金属基线二上均设置有呈梳齿结构的金属感应线；金属基线一上的每根金属感应线与金属基线二上的每根金属感应线平行交互设置；金属基线一连接有导线一，金属基线二连接有导线二。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，破片位置信号感知模块为印刷电路板；印刷电路板包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的金属走线；金属走线包括金属基线一、金属基线二、金属感应线、导线一和导线二。

进一步，信号拾取电路包括：

信号拾取电路直流电源端子，信号拾取电路接地电位端子；

第1PNP型三极管，其基极作为信号拾取电路输入端、其集电极作为信号拾取电路第一输出端；

第1电阻，其被连接在第1PNP型三极管的基极与信号拾取电路直流电源端子之间；

第2电阻，其被连接在第1PNP型三极管的基极与信号拾取电路接地电位端子之间；

三端调压器，其输入端与信号拾取电路直流电源端子连接；

第3电阻，其被连接在三端调压器的输出端与三端调压器的接地端之间；

第1PNP型三极管的发射极与三端调压器的接地端连接；

信号拾取电路的输入端与破片位置信号感知模块的导线一连接，破片位置信号感知模块的导线二与信号拾取电路接地电位端子连接。

进一步，信号拾取电路还包括：

稳压电容，其被连接在信号拾取电路直流电源端子与信号拾取电路接地电位端子之间；

过压保护二极管，其阴极与信号拾取电路直流电源端子连接、其阳极与信号拾取电路接地电位端子连接。

进一步，信号转换电路包括：

信号转换电路直流电源端子，信号转换电路接地电位端子；

第1NPN型三极管，其发射极与信号转换电路接地电位端子连接；

第4电阻，其被连接在第1NPN型三极管的基极与信号转换电路直流电源端子之间；

第2PNP型三极管，第2PNP型三极管的基极与第1NPN型三极管的集电极连接；

第2NPN型三极管，第2NPN型三极管的基极与第1NPN型三极管的集电极连接；

第5电阻，其被连接在第2PNP型三极管的基极与第2NPN型三极管的基极的公共端点和信号转换电路直流电源端子之间；

第6电阻，其被连接在第2PNP型三极管的集电极与第2NPN型三极管的集电极之间；

第1光耦合组件，其包括光耦合组件第一输入端、光耦合组件第二输入端和光耦合组件输出端；

光耦合组件的第一输入端作为信号转换电路第一输入端；

光耦合组件的第二输入端作为信号转换电路第二输入端；

光耦合组件输出端与第1NPN型三极管的基极连接；

信号转换电路第一输入端与信号拾取电路的输出端连接；

信号转换电路第二输入端与信号拾取电路的接地电位端子连接；

进一步，光耦合组件包括：

光电二极管，其阳极连接光耦合组件第一输入端，其阴极连接光耦合组件第二输入端；

光敏三极管，其发射极连接信号转换电路的接地电位端子，其集电极连接光耦合组件输出端；光敏三极管由光电二极管控制其导通状态。

本实用新型采用梳齿结构的感应线交互设置的结构制作的破片位置信号感知模块实现了可连续拾取破片的位置信号的目的；并且本实用新型所述装置的成本低、精度高，具有可动性，可进行远距离信号传输，可移动到任何需要的场所使用。

附图说明

图1为破片位置信号拾取装置结构示意图；

图2为破片位置信号感知模块结构示意图；

图3为信号拾取电路结构示意图；

图4为信号转换电路结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

101、金属基线一，102、金属基线二，103、金属感应线，104、导线一，105、导线二，106、绝缘基板，201、信号拾取电路输入端，202、信号拾取电路接地电位端子，203、信号拾取电路输出端，204、信号拾取电路直流电源端子，301、信号转换电路第一输入端，302、信号转换电路输出端，303、光耦合组件，304、信号转换电路第二输入端，305、信号转换电路直流电源端子，306、信号转换电路接地电位端子，R1、第1电阻，R2、第2电阻，R3、第3电阻，R4、第4电阻，R5、第5电阻，R6、第6电阻，C1、稳压电容，D1、过压保护二极管，D2、光电二极管，SJ1、第1PNP型三极管，SJ2、光敏三极管，SJ3、第1NPN型三极管，SJ4、第2PNP型三极管，SJ5、第2NPN型三极管，LM1、三端调压器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

图1为破片位置信号拾取装置结构示意图，如图1所示，一种破片位置信号拾取装置，包括破片位置信号感知模块和接收装置，所述接收装置包括信号拾取电路和信号转换电路，破片位置信号感知模块连接信号拾取电路，信号拾取电路连接信号转换电路；在破片的飞行时间和速度测量时拾取破片飞过某一特定位置的信号，以便启动或停止测试设备开始或停止数据采集。

图2为破片位置信号感知模块结构示意图，如图2所示，破片位置信号感知模块为印刷电路板；印刷电路板包括绝缘基板106和设置在绝缘基板106上的金属走线；金属走线包括金属基线一101和金属基线二102；金属基线一101和金属基线二102上均设置有呈梳齿结构的金属感应线103；金属基线一101上的每根金属感应线103与金属基线二102上的每根金属感应线103平行交互设置；金属基线一101连接有导线一104，金属基线二102连接有导线二105。

图3为信号拾取电路结构示意图，如图3所示，信号拾取电路中的第1PNP型三极管SJ1，其基极作为信号拾取电路输入端201，与破片位置感知模块的导线一104连接；破片位置感知模块的导线二105与信号拾取电路接地电位端子202连接。

第2电阻R2被连接在第1PNP型三极管SJ1的基极与信号拾取电路接地电位之间；第1电阻R1被连接在第1PNP型三极管SJ1的基极与信号拾取电路直流电源端子204之间；三端调压器LM1的输入端与信号拾取电路直流电源端子204连接；第3电阻R3被连接在1三端调压器LM1的输出端与三端调压器LM1的接地端之间；第1PNP型三极管SJ1的发射极与第1三端调压器LM1的接地端连接；此外，稳压电容C1与过压保护二极管D1并联后接在信号拾取电路直流电源端子204与信号拾取电路接地电位端子202之间；过压保护二极管D1的阴极与信号拾取电路直流电源端子204连接，其阳极与信号拾取电路接地电位端子202连接。

图4为信号转换电路结构示意图，如图4所示，信号拾取电路与信号转换电路通过传输电缆进行连接，信号转换电路第一输入端301与信号拾取电路输出端203连接，信号转换电路第二输入端304与信号拾取电路接地电位端子202连接，信号转换电路第一输入端301与光耦合组件303中的光电二极管D2的阳极连接，信号转换电路的第二输入端304与光电二极管D2的阴极连接；由光电二极管D2控制导通状态的光敏三极管SJ2，其发射极与信号转换电路接地电位端子306连接，其集电极与第1NPN型三极管SJ3的基极连接；第1NPN型三极管SJ3的发射极与信号转换电路接地电位端子306连接；第4电阻R4被连接在第1NPN型三极管SJ3的基极与信号转换电路直流电源端子305之间；第1NPN型三极管SJ3的集电极分别与第2NPN型三极管SJ5的基极和第2PNP型三极管SJ4的基极连接；第5电阻R5被连接在第2PNP型三极管的基极SJ4与第2NPN型三极管SJ5的基极的公共端点和信号转换电路直流电源端子305之间；第6电阻R6被连接在第2PNP型三极管SJ4的集电极与第2NPN型三极管SJ5的集电极之间；第2NPN型三极管SJ5的集电极作为信号转换电路输出端302。

接下来，对本实用新型电路的动作进行说明：

正常情况下破片位置信号感知模块的导线一104和导线二105之间是不导通状态，此时信号拾取电路的输入端201呈高电位，即第1PNP型三极管SJ1的基极呈高电平，第1PNP型三极管SJ1截止，第1PNP型三极管SJ1的集电极极没有输出，与第1PNP型三极管SJ1集电极连接的光耦合组件303中的光电二极管D2没有电流通过，光敏三极管SJ2截止，第1NPN型三极管SJ3的基极呈高电平，第1NPN型三极管SJ3导通，第2PNP型三极管SJ4导通，第2NPN型三极管SJ5截止，则信号转换电路输出端302呈高电平。

当破片位置信号感知模块被金属破片击中时，感应单元中的两个感应线103（或两个以上的感应线）被金属破片短路，则导线一104与导线二105之间为导通状态，此时信号拾取电路的输入端201与信号拾取电路接地电位端子202短接，第1PNP型三极管SJ1基极低电平，第1PNP型三极管SJ1导通，第1PNP型三极管SJ1的集电极呈高电平，信号拾取电路输出端203输出高电平，光耦合组件中的光电二极管D2导通，光敏三极管SJ2导通，光敏三极管SJ2的集电极呈低电平，第1NPN型三极管SJ3的基极呈低电平，第2PNP型三极管SJ4截止，第2NPN型三极管SJ5导通，第2NPN型三极管SJ5的集电极呈低电平，信号转换电路输出端302呈低电平。

当破片击穿破片位置信号感知模块后，导线一104和导线二105之间又变为断路，即不导通状态，使信号接收转换模块输出端302又呈高电平。

信号拾取电路将破片位置信号感知模块提供的通断信号转换为电流信号，通过传输电缆传送到信号转换电路，由信号转换电路将电流信号转换为脉冲信号。

本实用新型将通断信号转换成电流信号，通过传输电缆进行远距离传送，再将电流信号转换电压信号传送给后续的检测设备，解决了现有技术中直接用电压传送造成信号失真大的问题；实际应用中，满足远距离信号传输的需求，例如，信号拾取电路与信号转换电路可以相距2000米。

本实用新型具有结构简单，价格便宜，可以将多个破片位置信号感知模块串接成所需要的靶面大小，可连续拾取破片位置信号，有效解决目前使用光幕靶成本昂贵、受有效靶面限制和使用铜丝网靶无法连续拾取破片位置信号等问题。

以上所述实施步骤和方法仅仅表达了本实用新型的一种实施方式，描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。在不脱离本实用新型专利构思的前提下，所作的变形和改进应当都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种破片位置信号拾取装置，包括破片位置信号感知模块和接收装置，所述接收装置包括信号拾取电路和信号转换电路，所述破片位置信号感知模块连接所述信号拾取电路，所述信号拾取电路连接所述信号转换电路；其特征在于：所述破片位置信号感知模块包括金属基线一和金属基线二；所述金属基线一和所述金属基线二上均设置有呈梳齿结构的金属感应线；所述金属基线一上的每根金属感应线与所述金属基线二上的每根金属感应线平行交互设置；所述金属基线一连接有导线一，所述金属基线二连接有导线二。

2.根据权利要求1所述破片位置信号拾取装置，其特征在于：所述破片位置信号感知模块为印刷电路板；所述印刷电路板包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的金属走线；所述金属走线包括所述金属基线一、金属基线二、金属感应线、导线一和导线二。

3.根据权利要求1或2所述破片位置信号拾取装置，其特征在于：所述信号拾取电路包括：

信号拾取电路直流电源端子，信号拾取电路接地电位端子；

第1PNP型三极管，其基极作为所述信号拾取电路输入端、其集电极作为所述信号拾取电路第一输出端；

第1电阻，其被连接在所述第1PNP型三极管的基极与所述信号拾取电路直流电源端子之间；

第2电阻，其被连接在所述第1PNP型三极管的基极与所述信号拾取电路接地电位端子之间；

三端调压器，其输入端与所述信号拾取电路直流电源端子连接；

第3电阻，其被连接在所述三端调压器的输出端与所述三端调压器的接地端之间；

所述第1PNP型三极管的发射极与所述三端调压器的接地端连接；

所述信号拾取电路的输入端与所述破片位置信号感知模块的导线一连接，所述破片位置信号感知模块的导线二与所述信号拾取电路接地电位端子连接。

4.根据权利要求3所述破片位置信号拾取装置，其特征在于：所述信号拾取电路还包括：

稳压电容，其被连接在所述信号拾取电路直流电源端子与所述信号拾取电路接地电位端子之间；

过压保护二极管，其阴极与所述信号拾取电路直流电源端子连接、其阳极与所述信号拾取电路接地电位端子连接。

5.根据权利要求1或2所述破片位置信号拾取装置，其特征在于：所述信号转换电路包括：

信号转换电路直流电源端子，信号转换电路接地电位端子；

第1NPN型三极管，其发射极与所述信号转换电路接地电位端子连接；

第4电阻，其被连接在所述第1NPN型三极管的基极与所述信号转换电路直流电源端子之间；

第2PNP型三极管，所述第2PNP型三极管的基极与所述第1NPN型三极管的集电极连接；

第2NPN型三极管，所述第2NPN型三极管的基极与所述第1NPN型三极管的集电极连接；

第5电阻，其被连接在所述第2PNP型三极管的基极与所述第2NPN型三极管的基极的公共端点和所述信号转换电路直流电源端子之间；

第6电阻，其被连接在所述第2PNP型三极管的集电极与所述第2NPN型三极管的集电极之间；

第1光耦合组件，其包括光耦合组件第一输入端、光耦合组件第二输入端和光耦合组件输出端；

所述光耦合组件的第一输入端作为所述信号转换电路第一输入端；

所述光耦合组件的第二输入端作为所述信号转换电路第二输入端；

所述光耦合组件输出端与所述第1NPN型三极管的基极连接；

所述信号转换电路第一输入端与所述信号拾取电路的输出端连接；

所述信号转换电路第二输入端与所述信号拾取电路的接地电位端子连接；

所述第2NPN型三极管的集电极作为所述信号转换电路输出端。

6.根据权利要求5所述破片位置信号拾取装置，其特征在于：所述光耦合组件包括：

光电二极管，其阳极连接所述光耦合组件第一输入端，其阴极连接所述光耦合组件第二输入端；

光敏三极管，其发射极连接所述信号转换电路的接地电位端子，其集电极连接所述光耦合组件输出端；所述光敏三极管由所述光电二极管控制其导通状态。

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