DE2646701B2 - Photoelectric arrangement - Google Patents

Photoelectric arrangement

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DE2646701B2 DE19762646701 DE2646701A DE2646701B2 DE 2646701 B2 DE2646701 B2 DE 2646701B2 DE 19762646701 DE19762646701 DE 19762646701 DE 2646701 A DE2646701 A DE 2646701A DE 2646701 B2 DE2646701 B2 DE 2646701B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Anordnung zum Messen der Geschwindigkeit fliegender Körper, bei der ein von einem Laserstrahl abgeleiteter Strahlengang eine feste Wegstrecke definiert und die für das Durchfliegen der Wegstrecke benötigte Zeit in einer Auswerteelektronik festgestellt und zusammen mit der Wegstrecke zur Ermittlung der jeweiligen Körper-Geschwindigkeit herangezogen wird.The invention relates to a photoelectric arrangement for measuring the speed of airborne vehicles Body in which a beam path derived from a laser beam defines a fixed path and which The time required to fly through the route is determined in an electronic evaluation system and combined is used with the distance to determine the respective body speed.

Bei bekannten Anordnungen mit unem Laser und nachgeschalteter Zylinderlinse zum Aufweiten des parallelen Laserstrahles nimmt die Intensität des Laserlichtbündels mit zunehmendem Divergenzwinkel ab. Die Ursache hierfür liegt in der unterschiedlichen Helligkeitsverteilung über den Querschnitt des parallelen Laserstrahls (Gaußsche Intensitätsverteilung). Diese Abnahme der Intensität ist bei Laserlichtschranken für ballistische Messungen störend.In known arrangements with a laser and a downstream cylinder lens for expanding the parallel laser beam, the intensity of the laser light beam decreases with increasing divergence angle away. The reason for this lies in the different brightness distribution over the cross-section of the parallel Laser beam (Gaussian intensity distribution). This decrease in intensity is for laser light barriers ballistic measurements disturbing.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beheben und mit einfachen Mitteln eine lichtelektrische Anordnung für ballistische Messungen hoher Meßgenauigkeit zu schaffen.The object of the invention is to eliminate the aforementioned disadvantages and with simple means a To create photoelectric arrangement for ballistic measurements of high measurement accuracy.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Laserstrahl mittels Zylinderlinsen in einer Ebene zu einem dünnen, weitgehend parallelen Laserlichtband aufgeweitet wird und daß zwischen dem Laser und der ersten Zylinderlinse ein optisches Element eingefügt ist, das den Laserstrahl in mehrere Teilstrahlen weitgehend gleicher Intensität aufteilt, wobei das vorgenannte Laserlichtband mittels optischer Elemente so umgelenkt wird, daß zwei parallele Laserlichtbänder mit genau festgelegtem Abstand entstehen und daß ferner das zweite Laserlichtband mittels einer Linse einem fotoelektrischen Wandler zugeführt wird, der die Auswerteelektronik ansteuert.The invention solves the problem in that the laser beam is closed in one plane by means of cylindrical lenses a thin, largely parallel band of laser light is widened and that between the laser and the An optical element is inserted into the first cylinder lens, which largely divides the laser beam into several partial beams equal intensity, the aforementioned laser light band being deflected by means of optical elements is that two parallel laser light bands arise with a precisely defined distance and that further that second laser light band is fed to a photoelectric converter by means of a lens, which the Evaluation electronics controls.

Die Anordnung nach der Erfindung zeichnet sich durch hohe Meßgenauigkeit aus, da die Intensitätsverteilung über den gesamten Divergenzwinkel des Laserliciitbündels weitgehend konstant ist. Durch die Verwendung nur eines Fotodetektors, eines Verstärkers und eines Triggers sind ferner Meßfehler ausgeschaltet, die bei bekannten Anordnungen mit gesondertenThe arrangement according to the invention is characterized by high measurement accuracy, since the intensity distribution is largely constant over the entire divergence angle of the laser light bundle. Through the If only one photo detector, one amplifier and one trigger are used, measurement errors are also eliminated, those in known arrangements with separate

ίο Baueinheilen zum Erzeugen zweier Laserlichtbänder durch Phasenlaufzeiten in der Elektronik auftreten können. Ein weiterer Vorteil ist der geringe bauliche Aufwand, da nur ein Laser und ein Satz der vorgenannten elektronischen Bauelemente erforderlich ist. ίο Components for generating two laser light bands can occur in the electronics due to phase delays. Another advantage is the low structural complexity, since only one laser and one set of the aforementioned electronic components are required .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 eine Anordnung zum Messen der Geschwindigkeit fliegender Körper,An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
It shows
1 shows an arrangement for measuring the speed of flying bodies,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie N-Kder Fig. I.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine fotoelektronische Anordnung zur Messung der Geschwindigkeit fliegender Körper, vorzugsweise von Geschossen. Der Laserstrah1. LS wird hierbei mittels zweier Zylinderlinsen Z\ und Z2 zu einem dünnen Laserlichtband LS] aufgeweitet und mittels zweier Spiegel U\ und U2 so umgelenkt, daß zwei zueinander parallele Lichtbänder LSiZLS2 mit genau festgelegtem gegenseitigem AbstandFig. 2 is a section along the line N-K of Fig. I.
The F i g. 1 and 2 show a photoelectronic arrangement for measuring the speed of flying bodies, preferably projectiles. The laser beam 1 . LS is widened into a thin laser light band LS] by means of two cylindrical lenses Z \ and Z 2 and deflected by means of two mirrors U \ and U 2 so that two parallel light bands LSiZLS 2 with precisely defined mutual spacing

jo 5 entstehen. Das Laserlichtband LS2 wird mittels einer Zylinderachse Zi einem fotoelektronischen Wandler (z. B. einer Fotodiode) P zugeführt, dessen analoges Ausgangssignal in einem Verstärker V verstärkt und in einem Trigger R in Rechteckimpulse ]\IJ2 umgeformt wird. Der Ausgang des Triggers R ist an einen elektronischen Zähler Zangeschlossen, der jeweils beim Auftreten eines Impulses J\ gestartet und beim Auftreten eines Impulses J2 gestoppt wird.jo 5 arise. The laser light band LS 2 is fed to a photoelectronic converter (e.g. a photodiode) P by means of a cylinder axis Zi , the analog output signal of which is amplified in an amplifier V and converted into square-wave pulses ] \ IJ 2 in a trigger R. The output of the trigger R is connected to an electronic counter which is started when a pulse J \ occurs and is stopped when a pulse J 2 occurs.

Die Ermittlung der Geschwindigkeit von Geschossen G erfolgt in der Weise, daß die Flugzeit t für eine vorbestimmte Strecke sder Flugbahn gemessen und der Quotient VO = s/t gebildet wird. Zur Ermittlung der Zeit t ist in F i g. 1 tier Zeitzähler Z vorgesehen, der durch die elektrischen Impulse ]\IJ2 gestartet bzw. gestoppt wird.The speed of projectiles G is determined in such a way that the flight time t is measured for a predetermined distance s of the flight path and the quotient VO = s / t is formed. To determine the time t , FIG. 1 tier timer Z is provided, which is started or stopped by the electrical impulses] \ IJ 2.

Ein Startimpuls J\ wird beim Durchfliegen des Geschosses G durch das Laserlichtband LSi erzeugt, ein Stoppimpuls J2 beim Durchfliegen des Geschosses G durch das Laserlichtband LS2.
Zwischen dem Laser L und der Zylinderlinse Z\ ist noch ein optisches Element T vorgesehen, das den parallelen Laserstrahl in mehrere Strahlen gleicher intensität aufteilt. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung. Bei der Überlagerung der Teilstrahlen entstehende Interferenzstreifensysteme wirken sich bei dieser Anordnung nicht störend aus.A start pulse J \ is generated when the projectile G flies through the laser light band LSi, a stop pulse J 2 when the projectile G flies through the laser light band LS 2 .
An optical element T is also provided between the laser L and the cylindrical lens Z \ , which divides the parallel laser beam into several beams of the same intensity. This results in a uniform distribution of brightness. Interference fringe systems that arise when the partial beams are superimposed do not have a disruptive effect with this arrangement.

Das optische Element Γ kann ein rechteckförmiges Phasengitter oder ein doppelbrechendes Prisma (z. B. ein Wollaston-Prisma) sein. Ferner kann das optische Element P aus geometrisch teilenden Teilerprismen bzw. Teilerplatten oder aus einem bekannten Beugungsgitter in Verbindung mit einem doppelbrechenden Prisma etc. bestehen.The optical element Γ can be a rectangular phase grating or a birefringent prism (z. B. a Wollaston prism). Furthermore, the optical element P can consist of geometrically dividing splitter prisms or splitter plates or of a known diffraction grating in conjunction with a birefringent prism, etc.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Palentanspruch:Palent claim: Lichtelektrische Anordnung zum Messer, der Geschwindigkeit fliegender Körper, bei der ein von einem Laserstrahl abgeleiteter Strahlengang eine feste Wegstrecke definiert und die für das Durchfliegen der Wegstrecke benötigte Zeit in einer Auswerteelektronik festgestellt und zusammen mit der Wegstrecke zur Ermittlung der jeweiligen Körper-Geschwindigkeit herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl mittels Zylinderlinsen (Z\ u. Z2) in einer Ebene zu einem dünnen, weitgehend parallelen Laserlichtband (L£\) aufgeweitet wird und daß zwischen dem Laser (L) und der ersten Zylinderlinse (Z]) ein optisches Element (T) eingefügt ist, das den Laserstrahl in mehrere Teilstrahlen weitgehend gleicher Intensität aufteilt, wobei das vorgenannte Laserlichtband (LSi) mittels optischer Elemente (U\ u. LZ2) so umgelenkt wird, daß zwei parallele Laserlichtbänder (LSiILS2) mit genau festgelegtem Absland (s) entstehen und daß ferner das zweite Laserlichtband (LS2) mittels einer Linse (Zj) einem fotoelektronischen Wandler (P) zugeführt wird, der die Auswerteelektronik (V/R/Z) ansteuert.Photoelectric arrangement for the knife, the speed of flying bodies, in which a beam path derived from a laser beam defines a fixed path and the time required to fly the path is determined in an evaluation electronics and used together with the path to determine the respective body speed, characterized in that the laser beam is widened by means of cylinder lenses (Z \ u. Z 2 ) in one plane to form a thin, largely parallel laser light band (L £ \) and that between the laser (L) and the first cylinder lens (Z]) Optical element (T) is inserted, which divides the laser beam into several partial beams of largely equal intensity, the aforementioned laser light band (LSi) being deflected by means of optical elements (U \ u. LZ 2 ) so that two parallel laser light bands (LSiILS 2 ) with precisely defined Absland (s) and that also the second laser light band (LS 2 ) by means of a lens e (Zj) is fed to a photo-electronic converter (P) which controls the evaluation electronics (V / R / Z) .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3022356A1 (en) * 1980-06-14 1982-01-14 Reinhold 7996 Meckenbeuren Fischer SPEED MEASURING SYSTEM, ESPECIALLY FOR ROAD VEHICLES

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3022356A1 (en) * 1980-06-14 1982-01-14 Reinhold 7996 Meckenbeuren Fischer SPEED MEASURING SYSTEM, ESPECIALLY FOR ROAD VEHICLES

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