DE2646701C3 - Photoelectric arrangement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Anordnung zum Messen der Geschwindigkeit fliegender Körper, bei der ein von einen? Lasersf rahl abgeleiteter Strahlengang eine feste Wegstrecke definiert und die für das Durchfliegen der Wegstrecke bepötigte 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 flying bodies, in which one of a? Lasersf r ahl derived beam path defines a fixed distance and the detected bepötigte for flying through the path time in an evaluation electronics and, together with the path to determine the respective body speed is used.
Bei bekannten Anordnungen mit einem 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 fotoelektiischen Wandler zugeführt wird, der die Auswerteelektronik ansteuertThe 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 band of laser light 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 Laserlichnbündels weitgehend konstant ist Durch die Verwendung nur eines Fotodetektors, eines Verstärkers und eines Triggers sind ferner Meßfehler ausgeschaltet die bei bekannten Anordnungen mit gesonderten Baueinheilten zum Erzeuge« 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 erforderlichThe 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 If only one photodetector, one amplifier and one trigger are used, measurement errors are also eliminated those in known arrangements with separate components for generating two laser light bands can occur due to phase delays in the electronics. Another advantage is the low structural size Effort, since only one laser and one set of the aforementioned electronic components are required
is istit is
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,
F i g. 2 innen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine fotoelektronische Anordnung zur Messung der Geschwindigkeit fliegender
Körper, vorzugsweise von Geschossen. DerF i g. 2 inside section along the line H-II of FIG. 1.
The F i g. 1 and 2 show a photoelectronic arrangement for measuring the speed of flying bodies, preferably projectiles. Of the
Laserstrahl LS wird hierbei mittels zweier Zylinderlinsen Z\ und Zi zu einem dünnen Laserlichtband LS1 aufgeweitet und mittels zweier Spiegel U\ und Lh so umgelenkt, daß zwei zueinander parallele Lichtbänder LSxZLS1 mit genau festgelegtem gegenseitigem Abstand s entstehen. Das Laserlichtband LS2 wird mittels einer Zylinderachse Z3 einem fotoelektronischen Wandler (z. B. einer Fotodiode) P zugeführt, dessen analoges Ausgangssignal in einem Verstärker V verstärkt und in einem Trigger R in Rechteckimpulse J1I]2 umgeformtLaser beam LS is expanded into a thin laser light band LS 1 by means of two cylindrical lenses Z \ and Zi and deflected by means of two mirrors U \ and Lh in such a way that two parallel light bands LSxZLS 1 are created with a precisely defined mutual distance s . The laser light band LS 2 is fed by means of a cylinder axis Z 3 to a photoelectronic converter (e.g. a photodiode) P , the analog output signal of which is amplified in an amplifier V and converted into square-wave pulses J 1 I] 2 in a trigger R
wird. Der Ausgang des Triggers R ist an einen elektronischen Zähler Zangeschlossen, der jeweils beim Auftreten eines Impulses Jx gestartet und beim Auftreten eines Impulses J2 gestoppt wird.will. The output of the trigger R is connected to an electronic counter which is started when a pulse Jx occurs and is stopped when a pulse J 2 occurs.
G erfolgt in der Weise, daß dis Flugzeit t für eine vorbestimmte Strecke sder Flugbahn gemessen und der Quotient V0=s/r gebildet wird. Zur Ermittlung der Zeit t ist in Fi {;. 1 der Zeitzähler Z vorgesehen, der durch die elektrischen Impulse JxI]2 gestartet bzw. gestoppt wird. G takes place in such a way that the flight time t is measured for a predetermined distance s of the flight path and the quotient V 0 = s / r is formed. To determine the time t is in Fi {;. 1 the time counter Z is provided, which is started or stopped by the electrical pulses JxI] 2.
Ein Startimpuls J\ wird beim Durchfliegen des Geschosses G durch das Laserlichtband LS1 erzeugt, ein
Stoppimpuls J2 beim Durchfliegen des Geschosses G
durch das Laserlichtband LS2.
Zwischen dem Laser L und der Zylinderlinse Z\ istA start pulse J \ is generated when the projectile G flies through the laser light band LS 1 , a stop pulse J 2 when the projectile G flies through the laser light band LS 2 .
Between the laser L and the cylindrical lens Z \ ist
so noch ein optisches Element T vorgesehen, das den parallelen Laserstrahl in mehrere Strahlen gleicher Intensität: aufteilt Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Hellißkeitsverteilung. Bei der Überlagerung der Teilstrahlen entstehende Interferenzstreifensysteme wirken sich bei dieser Anordnung nicht störend aus.an optical element T is also provided, which divides the parallel laser beam into several beams of equal 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 T kann ein rechteckförmiges PhasengiiUer oder ein doppelbrechendes Prisma (z. B. ein Wolluston-Prisma) sein. Ferner kann das optische Element P aus geometrisch teilenden TeilerprismenThe optical element T can be a rectangular phase guide or a birefringent prism (for example a Wolluston prism). Furthermore, the optical element P can consist of geometrically dividing splitter prisms
«ο bzw. Teilcrplatten oder aus einem bekannten Beugungsgitter in Verbindung mit einem doppelbrechenden Prisma etc. bestehen.«Ο or partial plates or from a known diffraction grating in connection with a birefringent prism etc. exist.
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Families Citing this family (1)
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