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光幕靶技术研究进展.pdf

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第３３卷第８期西安工业大学学报．３３．８ ２０１３年８月’Vol．N２０o１３ JournalofXianTechnologicalUniversityAug 文章编号：１６７３‐９９６５（２０１３）０８‐６０３‐０８ 倡 光幕靶技术研究进展 蔡荣立，倪晋平，田会 （西安工业大学光电工程学院，西安７１００２１） 摘要：光幕靶是常规兵器靶场常用的测量仪器，因其成本低、操作简便、测量精度高、稳定 可靠等优点，在外弹道速度、立靶密集度等方面得到广泛应用．本文总结和回顾了近几年西安 工业大学在光幕靶研究方面的成果，介绍了两种构建光幕靶的原理，分析了光幕靶在测量破 片、曳光弹速度的原理，总结了解决连发射击速度测量、室内大面积测速、水下测速以及多目标 测试所采用的相关技术，展望了今后的发展趋势． 关键词：光幕靶；外弹道；弹丸速度；光幕阵列；水中测速 中图号：０１２．３＋６；９１１．６文献标志码： TJTNA 光幕靶是一种以光电转换技术为特征的探测结西安工业大学当前光幕靶技术，分析了解决以上 飞行弹丸到达空间指定位置时刻的仪器［１］，两台光问题的途径和实施效果，展望了当前的研究热点和 幕靶与一台测时仪配合，用来测试弹丸的飞行速今后的发展趋势． 度［２］，多台光幕靶组成光幕阵列与多路数据采集仪 ［３桘７］１ 配合用来测试射击密集度．光幕靶由于采用光光幕靶组成与工作原理 电转换原理，属于非接触测量，测量精度优于其他光幕靶测速时采用双区截装置定距测时原理， 原理的测量仪器，国内最早出现的光幕靶是在２０测速系统组成如图１所示．光幕靶测速系统由起始 世纪８０年代，在兵器靶场测试领域，研究者试图利靶、截止靶、电源箱、数据采集卡、计算机、处理软件 用光幕靶测试精度高的特点建立准测速基系统，后等组成．依据两台光幕靶输出的弹形信号求出弹丸 来的２０多年的发展，光幕靶已逐步替代钢板靶、网飞过两台光幕靶的时间T，两台光幕靶之间的距离 靶以及线圈靶实现弹丸速度的测量．为S，计算出弹丸飞过预定点的速度［２］． 目前，在枪、炮、弹和发射药的生产验收试验V＝S／T（１） 中，光幕靶用来测试弹丸初速和密集度［８桘１０］，在防根据对弹形信号的处理方式将光幕靶测速系 弹和航空材料研制中用来测试模拟飞行物的速度，统的工作模式分为两种：①数据采集模式；②脉冲 检验材料的撞击强度，其应用领域涉及兵器生产、计数式测时仪模式．对需要分析弹丸过靶特性，采 公安防弹、航空材料、解放军和武警等［２桘３］．由于新用数据采集方式，调理后的弹丸信号经信号隔离电 型武器系统发展，对外弹道参数测试提出挑战，要路送给数据采集卡，通过软件使用相关算法或曳光 求能测试连发射击下的速度，测试的靶面足够大，弹专用算法实现速度测量、数据分析、数据修正等 达到１０×１０，能测试的飞行物体愈来愈小，比功能． mm 如破片的速度，测试的环境发生变化，比如水下测图１中，起始靶和截止靶完全相同，现有的探 速．本文结合国内在光幕靶领域的研究成果重点总测光幕构建方式主要为激光光源或光源配接 LED 倡收稿日期：２０１３‐０６‐２８ 基金资助：国家自然基金（６０９７２００５）；西安工业大学“兵器测试技术与仪器”科研创新团队资助； 陕西省教育厅２０１３基金（２０１３１０５５） JK 作者简介：蔡荣立（１９７４桘），男，西安工业大学副教授，主要研究方向为靶场光电测试技术．桘：＠１２６．． Emailcaironglicom ６０４西安工业大学学报第３３卷 光敏器件．光源构成的探测光幕主要有过光学镜头接收光源的入射光线，光源 LEDLEDLEDLED 光源配接型光敏二极管阵列及光源配发出的光线通过光阑形成了一个薄型光幕，与接收 PINLED 接镜头式接收装置两种方式，如图２所示．装置的探测视场交集共同构成探测光幕． １）光源配接型光敏二极管阵列 LEDPIN 采用器件构建线阵列光源［１１桘１２］，理论上 LED 沿线阵列方向上可以做到任意大，信号接收元件采 用型光敏二极管阵列．信号调理电路实现信 PIN 号拾取放大、滤波等功能，将处理过后的弹形信号 分为两路，其中一路接入触发电路，一路接入数据 采集电路．触发电路的输入为弹形信号，选取指定 的时刻点作为触发时刻，可分为弹尖触发电路［１３］、 峰值触发电路［１４］、弹底触发电路［１５］． 图３光源配接镜头式接收装置 LED ．３ FigReceivingdevicewithLEDsourceandlens ２室内大靶面速度测量 室内试验靶道的建设为测速光幕提出新的要 求，要求光幕靶无框架，所有测试装置嵌入墙壁无 外露．由于室内靶道较大的横截面一般在２×２ m ～１０×１０，要求光幕靶的探测视场大，灵敏 m［１７桘１m９］m 图１光幕靶测速系统组成度高．采用９０°探测视