CN205642178U - 基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型介绍了一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰检测系统，属于军事靶场导弹测试领域，包括：光学聚能模块，红外探测器模块，信号处理模块，有线传输模块。其特征在于：采用灵敏度较高的硫化铅红外探测器为传感器，光学聚能模块采集到的光汇集到传感器的光敏元上，从而将光信号转变为电信号，微弱的电信号经过信号处理模块输出稳定的脉冲信号，脉冲信号经过无源开关芯片转变为差分信号进行有线传输，从而为后续的导弹测试设备提供精准的时基信号。本实用新型采用灵敏度高，转换率快的硫化铅红外探测传感器，配合相应的信号处理模块、有线传输模块可提供精准的炮弹测试时基信号。系统环境适应性强，成本低，很符合批量生产。

Description

基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统

技术领域

本实用新型涉及军事靶场炮弹测试领域，特别是涉及基于硫化铅红外探测传感器的炮弹实验与测试系统。

背景技术

在靶场试验中，常需要一个以弹丸出膛时刻为起始点的时间基准信号，作为某实验与测试的零时刻基准信号，这一零时刻信号常被用于触发后续的各种测试设备。实践中用于炮弹测试成型的探测系统很少，而目前出现的断靶线探测，线圈靶探测，声靶探测等虽然可以得到相应的信号作为时基信号，但是均有不同的干扰，断线靶易影响弹丸的速度、飞行姿态会受到一定的影响，线圈靶容易受到强电磁辐射的干扰，声靶区分连发的能力较差，而且原始信号易被淹没在各种回声干扰之中，根本不能满足现代炮口火焰的探测。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，本系统反应速度快，不受背景光扰动，且能够在复杂背景下实现对微弱的红外信号进行提取等特点，而且可以广泛的用于军事靶场炮弹测试领域。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，包括：硫化铅红外探测传感器模块，平凸透镜光学聚能模块，信号处理模块，有线传输模块部分。其特征在于：利用平凸透镜的成像光路原理，将远处的炮弹红外光聚集到硫化铅红外探测器的光敏元上，光敏元受到外界的光照射后产生电信号，信号经过一系列处理后产生差分信号通过有线模块进行传输。

需要进一步说明的是本实用新型所述的探测系统，可用24V蓄电池或者选用可连线的充放电电池为相应供电电路，在此我们选用24V蓄电池。

需要进一步说明的是本实用新型所述的一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，可用于军事靶场导弹、炮弹、冲锋枪、手枪等红外火焰的探测。

需要进一步说明的是本实用新型所述的一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，探测光学系统可用平凸透镜方式进行炮口火焰的聚光方式或选用抛物面作为汇聚镜头。

需要进一步说明的是本实用新型所述的一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，信号处理部分采用双极性放大器。

需要进一步说明的是本实用新型所述的红外探测系统可采用有线传输方式来避免自身或外界干扰得到更加可靠的信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是探测系统采用反应速度快、转换速率高的高灵敏度硫化铅红外探测传感器，配合良好的光学聚能模块，可靠地信号处理电路和稳定的有线传输模块可实现及时且准确的进行信号采集，处理，传输，能够为各种不同的测试装备提供准确的时基信号。此外，可以根据不同的使用要求和环境构造不同尺寸大小的形状，以满足各类测试设备的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

图1为硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统的组成框图。

图2为硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统的结构示意图。

图3为硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统的结构剖面图。

图4为硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统框图。

图2中：1.平凸透镜。2.机械瞄准器准星。3.不锈钢材料。4.PbS红外探测传感器 5.埋头螺钉(十字头)。6.塑料固定材料。7.机械瞄准器照门。8.信号采集调理电路PCB板。9.电源指示器。10.电源开关。11.电源信号输入端。12.差分信号输出端。13.螺孔。14.固定底座。

具体实施方式

如图1所示，一种基于硫化铅红外探测传感器的炮口火焰探测系统，包括红外探测器模块，光学聚能模块，信号处理模块，有线传输模块构成。首先将红外探测器模块固定在圆柱体的中间位置，然后将光学聚能模块固定在红外探测器的前端，使之红外的光能能够聚集在探测器的灵敏元上，再将红外探测器的输出端连接至信号处理模块的印刷电路板上，信号经过一系列处理将差分信号输出至有线传输模块进行传输。

硫化铅红外探测炮口火焰系统主要由图2中的探测光学结构(1)，红外探测传感器(4)，信号处理电路印刷电路板(8)，电源(11)和差分信号输出端(12)以及外层的不锈钢材料(3)，机械瞄准器准星(2)和机械瞄准器照门(7)构成。首先在外形上能够满足捕获红外光的结构且能够剔除相应的外界干扰，保护PbS红外探测器不易损坏，因此可以采用不同直径的圆柱体作为外型构造，本文在此选用常规的直径为75mm的圆柱体。外层不锈钢材料(3)采用不同的具有良好耐腐蚀性和不锈性的不锈钢，在此选用奥氏体不锈钢，且在外层涂上三防漆使之能最佳地适应恶劣的靶场环境。由于硫化铅红外探测传感器不同的型号有不同的光敏元面积，在此选用MG9306型带有滤光薄膜的硫化铅红外探测传感器。根据MG9306型的自身的特点以及它的光敏元面积，因此将硫化铅红外探测传感器(4)通过固定材料(6)将其固定在平凸透镜一倍和两倍焦距之间，以保证两倍焦距之外的红外光能透过平凸透镜汇聚到光敏元上，经过多次试验将距离确定在距离焦点位置85mm处最为合适。保证每一次炮弹的发射都能够有效的检测到信号。将信号处理电路(8)的印刷电路板固定在底板上，将硫化铅红外探测传感器(4)的两个引线接到信号处理电路(8)的印刷电路板上，信号经过相应的双极性放大器放大后进入比较器进行比较，得到一个高电平输出，然后进入高精度单稳态触发器得到一个幅度为6V，宽度为11ms的脉冲，脉冲经过无源开关芯片处理后得到一个差分信号经过差分信号输出端(12)，通过有线向后续设备提供精准的脉冲时基信号。从而触发相应的设备开始工作。探测系统供电部分(10)可用24V可充放电的锂电池供电，且可满足连续工作＞＝24小时的要求。

在图3中，可以清晰地看到硫化铅红外探测器炮口火焰探测系统的底部构造，他主要是由奥氏体不锈钢材料(13)，十字头埋头螺钉(5)，系统电源开关(10)，电源开关指示灯(9)，电源信号输入端(11)和差分信号输出端(12)等构成。通过十字埋头螺钉(5)将底部构件固定在奥氏体不锈钢圆柱体的底部，将电源接口连接至电源信号输入端(11)，时将输出端接口连接至差分信号输出端(12)，按下电源开关指示(10)，电源开光指示灯(9)亮着，表明一直处于正常工作状态。这些设计非常方便实用，且美观大方。

如图4所示，硫化铅红外探测传感器炮口火焰探测系统由光学系统，红外探测器，前端放大器，比较器，单稳态触发器和差分输出等构成。探测光学系统采集到到远处的炮弹火焰光，将相应的红外光信号聚集在硫化铅红外传感器的光敏元上，传感器将采集到的光信号转换成电信号，通过双极性放大器对微弱的电信号进行放大，将得到的放大信号输入到比较器，得到一个高电平信号，通过单稳态触发器进行脉冲展宽，得到幅值为6V，脉冲宽度为11ms的展宽信号，再经过无源开关芯片引出至差分信号输出端口进行有线传输，进而输出至靶场后续的其他测试设备，以便为其提供精准的时基信号。从而能够为导弹各项测试提供有力的时基保障，使之能够精准的完成相关的测试任务。

本实用新型提供了一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，依据硫化铅红外探测传感器的特点以及多元的设计满足了为不同炮弹测试设备提供精准的时基信号的需求，实现了对远处发射的炮弹火焰的有效检测，提高探测系统的灵敏度和准确性，使之能够适应各种不同的复杂环境，用于在各种军事靶场的炮弹火焰探测。

以上所述仅是本实用新型实施方式，本实用新型的保护范围并不局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，其特征在于，包括：红外探测传感器模块，光学聚能模块，信号处理模块，传输模块部分，其中，所述光学聚能模块安装固定在所述红外探测传感器模块前端，所述信号处理模块连接所述红外探测传感器模块，所述传输模块连接所述信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，其特征在于所述光学聚能模块可用平凸透镜方式或抛物面聚能方式。

3.根据权利要求1所述的基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，其特征在于所述信号处理模块具体为双极性放大器或者单极性放大器。

4.根据权利要求1所述的基于硫化铅红外探测器的炮口火焰探测系统，其特征在于所述传输模块部分具体为有线传输。