激光光幕破片测速靶技术特点研究
超快激光光谱测量技术的研究与应用

超快激光光谱测量技术的研究与应用随着科技的不断发展,光学领域也在不断地进行着自身的革新和突破。
其中,超快激光光谱测量技术便是近年来备受瞩目的一种新兴技术。
这项技术通过利用超快激光振荡的原理,能够对物质的光、电特性进行准确的测量和分析,成为多个学科领域中不可或缺的测量工具。
一、技术原理超快激光光谱测量技术的基本原理是利用超快激光脉冲与物质分子之间的相互作用,以测量物质的光、电特性。
在具体实践中,首先通过激光释放其中的电子,使电子在分子内部形成电子云,并且在其原本的能量位上产生自由运动的状态。
接着利用专门的仪器对这些运动状态下的电子进行捕获和记录,得到最终的光谱图像。
该技术的测量结果能够直观地反映物质本身的光电特征,具有相当的准确性与可靠性。
二、应用领域超快激光光谱测量技术由于其高精度和大范围等特点,目前已得到了广泛的应用。
在生物医学领域中,该技术能够对重要的生物大分子和细胞结构进行观察和测量,从而为基础生物化学和医学研究提供有力支持。
在材料科学和纳米技术领域中,超快激光光谱测量技术能够为新材料的研制和生产提供实用的测量工具,尤其在新型半导体材料和纳米材料的制备方面有着重要的应用价值。
此外,该技术也在化学合成、光学通信、环境研究和能源储备等领域得到广泛的应用。
三、技术发展及优势虽然超快激光光谱测量技术的应用领域很广,但该技术本身也存在着诸多技术瓶颈。
例如,测量结果受到温度、环境等因素的影响,需要精密的调节和控制;目前设备较为昂贵和复杂,较难普及;同时该技术还存在着一定的性能限制。
尽管如此,随着现代科学技术的不断发展,这些问题也有望在未来得到解决。
相信未来的超快激光光谱测量技术将迎来更多的机遇和突破。
与传统光谱测量技术相比,超快激光光谱测量技术的优势在于其速度和精度。
超快激光光谱测量技术中,测量对象与激光相互作用的时间每隔适当的时间,可以达到非常短的纳秒或者皮秒级别,这种测量方式将得到精确、准确的光谱。
光幕靶测速系统的优势

光幕靶测速系统的优势李晋利摘要:光幕靶是速度测试中常用的区截装置,因其操作简便、测量精度高、稳定可靠等优点,但在大口径弹丸测速上由于强烈的冲击波和振动造成严重的光切割,使得光幕靶未能得到有效的使用。
本文主要就如何排除这些干扰因素,使光幕靶适用于大口径弹丸内弹道初速测速进行了分析,提出了光幕靶应用于大口径弹丸测速的方法,论述了光幕靶测速系统的优势。
主题词:光幕靶、振动、光栅、光幕、计算机、采集板光幕靶是一种以光电转换技术为核心的探测弹丸到达空间指定位置时刻的仪器,两台光幕靶与一台测时仪器配合,用来测试弹丸的飞行速度,光幕靶由于采用光电转换原理,属于非接触测量,测量精度优于其他原理的测量仪器,国内最早出现的光幕靶是在20世纪80年代,经过三十多年的发展,光幕靶已逐步替代钢板靶、网靶以及线圈靶实现弹丸速度的测量,尤其是小口径弹测试中得到了很好的应用,但在大口径弹、亚音速弹的应用上还存在障碍。
一、区截法测速原理内弹道测速方法一般采用的是平均法测速,而平均法最典型又是区截法测速,它是在发射管前方设置两个测速靶,配合相应的测时仪器进行速度测试。
弹丸发射时,当弹丸经过第一个靶时产生一个信号,该信号传输给测时仪器,测时仪器开始计时,当弹丸经过第二个靶时,产生第二个信号,该信号传输给测时仪器,测时仪器停止计时。
根据弹丸经过两靶的时间和两靶之间的距离,用距离除以时间就是弹丸经过两靶的平均速度二、区截装置的分类当前内弹道测速主要使用的区截装置有:钢板靶、网靶、箔靶、线圈靶、天幕靶、光幕靶等等,各有各的特点。
钢板靶是一块钢板上面装有两个惯性断路器,弹丸打到钢板上钢板摆动,惯性断路器断开,状态改变,它只能使用在小口径弹上;网靶是一个靶框上面绕有镀银铜丝,当弹丸经过时打断铜丝,铜丝由导通变为断开,状态改变,缺点是靶的松紧度带来隐形靶距误差,不能使用真引信,需人工缠绕靶线;箔靶是一个中间是绝缘纸两面是铝箔的铝箔纸,当金属弹丸穿过靶纸后靠弹丸的金属部分接通了两面铝箔,铝箔由断开状态变为导通状态,状态改变,缺点也是不能使用真引信,另外当弹丸接触它时,发生使铝箔和绝缘层受力、拉伸和破裂过程,存在着靶距误差,所以箔靶只能用于小口径弹丸;线圈靶是一个绕有漆包线的线圈,当带磁性的弹丸经过线圈时会产生感生电流,以此作为特征信号计算速度,缺点是只能用于可磁化弹丸;天幕靶是带有镜头和狭缝的光电管,接受自然光,当其视场内有弹丸经过时,光电管上电流发生变化,以其变化作为特征信号计算速度,缺点是受外界光线影响明显;光幕靶与天幕靶类似只是将自然光改为人工光源,可避免受制于外界光线。
光幕靶测试系统测量不确定度分析

2 测 量 不 确 定 度 分 析
激光 光 幕靶 测试 系统 采用 间接测量 弹丸 速
度 的计算 公 式 为 :
一
() 集 仪 采 集 时 间 精 度 为 2 s 以 4 2采 5n ( 0
第 2卷 9
20 0 9年
第5 期
9月
核电子学与探测技术
Nu la lcrnc c r eto i e E s& Deet nTeh oo y tci c n lg o
Vo 9 No 5 L2 .
s p 2 0 e. 0 9
光 幕 靶 测试 系统 测 量 不 确 定 度 分 析
收稿 日期 :0 90 —0 20 —33
作者简介 : 唐孝容 ( 9 5 ) 女 , 1 7 一 , 硕士研 究生 , 研 , 助 主 据集 — 堡 — 数采 r叫 祥 形 嘉 葬 崭
图 1 系统测试框 图
激 光
误 差组成 。
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() 电接 收器 的技 术参 数 可知 : 电接 收 1光 光 管 延迟 时 间 1 0n , 、 两 个 靶板 均采 用相 同 0 s前 后 延 迟 时 间 的光 电接 收管 , 据相 关 武 器 研 制 的 根
图 2 系统测试示 意图
经验 , 在延迟时间相同的条件下 , 测试结果 的判
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() 1
MB采集速度计算) 即最大时间误差为 2 s , 5n ;
() 3 电缆 长 度 引起 的 时 间误 差 为 5n / sm,
由公 式 () 以看 出 , 成测 量误差 的 因素 1可 造 有 两 个 : 块 光 幕靶 之 间 的距 离 L 和弹丸 穿越 两
基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术

2008年第22卷第1期测试技术学报(总第67期)JOURNALOFTESTANDMEASUREMENTTECHNOLOGYV01.22No.12008(SumNo.67)文章编号:1671—7449(2008)01—0017—07基于大靶面光幕靶30mitt口径弹丸速度测试技术倪晋平,蔡荣立,田会,冯斌(西安工业大学光电工程学院,陕西西安710032)摘要:针对室内外全天候条件下用光幕靶测试大口径弹丸速度的需求,本文研究了一种新型大靶面光幕靶.采用红外发光二极管阵列作为发光光源,红外光电二极管线阵列组成接收装置,铝合金型材作为结构支撑架,构建的光幕靶探测区域面积最大可以到3mXIm,探测敏感面长度为1m,且该长度可以任意扩展.文中给出了大靶面光幕靶的光幕结构以及电路的详细设计.用12.7mrs。
14.5mm以及30rill弹丸进行了实弹试验验证,结果表明;设计的光幕靶能抗炮口火光的干扰,对无曳光或曳光较弱的的弹丸能可靠的工作.对曳光较强的弹丸尚无法测试,文中对该问题进行了分析,提出下一步工作思路.关键词:速度测量;大靶面光幕靶,弹丸l靶场中图分类号:TJ81+0.6fTJ012.3+6文献标识码:AVelocityMeasuringTechnologyfor30mm-CaliberFlyingProjectilesBasedonLargeAreaLightScreensNIJinping,CAIRongli,TIANHui,FENGBin(Schoolof0pto—electronicEngineering,Xi’anTechnologicalUniversity,Xi’an710032,China)Abstract:Inordertomeasurethevelocityoflarge-caliberprojectileswithlightscreens,thispaperde—signednovellarge—arealightscreencomprisinginfraredemittingdiodes,infraredphotoelectricdiodesandanaluminum-alloysupportingframe.Theactivesensingareaofthelightscreencanreach3m×1m,andthelengthofthedetectingelementlineararrayislm,whichcanbeunlimitedlyextended.Thedesignofthecircuitsandthestructureofscreenswerepresentedindetail.Thevelocitiesof12.7mm,14.5mmand30mm-caliberprojectilesweretested.Theexperimentalresultsindicatethatthedesignedlightscreeniscapableofprohibitingthegunpointlightandcanworkreliablyforlighttracerswithweaklightbutnotforintensivelighttracers.Thereasonwasanalyzedandtheimprovingmethodwasgiven.Keywords:velocitymeasurement,large—arealightscreen;projectile;shootingrange0引言在武器装备的研制和生产中,弹丸飞行速度和射频是需要经常测试的关键参数.光幕靶‘卜103作为常规靶场测试上述参数的生产校验仪器,已逐步替代线圈靶成为骨干仪器.光幕靶是一种区截装置,能敏感弹丸到达光幕的时刻,两台光幕靶与一台测时仪共同组成一套测速系统.目前国内靶场普遍使用的小靶面光幕靶,弹丸穿过的有效靶面一般不超过700mm×800mm,比如XGK一91—1型光幕靶有效面积为330mm×400mm,奥地利的B470,B471光幕靶‘73的有效靶面为600mmX800mm,这些靶用于测试·收稿日期:2007—02—26作者简介t倪晋平(1965-),男,教授,主要从事光电测试技术、盲信号处理、阵列信号处理等研究.18测试技术学报2008年第1期12.7mm口径以下小口径弹丸能够满足要求,用于测试口径大于12.7mm的弹丸时,因靶面小,存在安全隐患.国外有几家研制靶场测速仪器的公司,如OELHERREARCH公司、PROTOTYPA公司、KURIIEIT公司,设计有大靶面的光幕靶,但国内仅进口了奥地利的B471.由于进口仪器价值昂贵,测试单位未用于测试大口径弹丸.国内虽然有研究者设计了靶面较大的光幕靶,测试小口径弹丸时工作正常,但在测试12.7mm以上口径弹丸时,容易受到炮口火光的干扰,测试数据异常.测试曳光弹时,由于弹尾曳光的光干扰,造成测试数据异常.大口径弹丸的测速一般在室外进行,采用天幕靶测速,测速点距离炮口较远,这样可以减弱炮口火光对天幕靶的影响.天幕靶因受自然光的限制,无法在夜间和室内使用,虽然配置人工光源天幕靶也可以使用,但人工光源与天幕靶配对很难布置,靶距很难精确标定,造成测速误差增大.现代兵器技术的发展为靶场提出了新的测试需求,靶场迫切需要一种能全天候工作的大靶面测速光幕靶,实现对12.7mm~30mm口径弹丸速度的全天候测试,以保证生产的正常进行.光幕形成原理与结构设计常规的光幕靶构成的测速系统由两台光幕靶和一台测时仪组成嘲,也可以不用测时仪直接采用数采嘲.测速系统中的核心部件是光幕靶.两台光幕靶前后相距一定距离放置在预定弹道上,光幕靶的探测面与弹道垂直.当弹丸飞过光幕靶的探测面时,弹丸遮住一部分到达接收器件的光线,从而引起接收圈1光幕靶结构示意图Fig.1Schematicviewofof器件光电流的变化,光幕靶中的光电转换电路放大和处理该微弱变化的信号,最终输出一个电压脉冲信号,该信号的前沿代表弹丸某位置到达或触及光幕的时刻,测时仪记录弹丸飞过两台光幕靶的时间.构成光幕的主体是发射装置(也叫光源)和接收装置.本文设计的发射装置的功能是形成朝一个方向发光的线光源,接收装置接收线光源的光能量,在发射装置与接收装置间形成厚度均匀的光幕n州.发射装置与接收装置用连接杆固定在一起,形成一个整体,如图1所示.图1中,发射装置中发光器件阵列有效发光长度为1。
能识别破片群飞行方向和位置的速度测量方法

平面镜反射式激光光幕靶测试技术研究

报
第3 O卷
知, 该光 照 区域 中既有激 光器 C的入 射光 线 , 又有
遮 光面积 S— h× , 中 h为光敏器件光 阑狭缝 其
其反射 光线. 各处 光功率 密度 为
宽 度 , 为弹丸遮 挡 的阵列光 敏器 件 的有 效长度.
l = 十 … = 一 —_ + _ 一两 。 = : { _十 v 一
1 光幕靶有效光幕区的形成原理
收发一 体化光 幕靶结构 如下 图 1 所示 , 由光源 发射装 置 、 反射 装置 、 接收装 置 、 阑及连接装 置组 光 成. 中, 其 光源发 射装 置选用线 结构光激 光器 , 以确
保 得到连 续分 布的光源 ; 反射装 置选用 高反射率前 表 面反射 镜 ; 收装 置 采 用 P N光 电二 极 管 拼接 接 I
起 的收发 一体化 激光光幕靶 . 用线结构光 半导体 激光 器作 为发 射光 源 ,性 阵列红外光 电二极 管接收 , 建 了一 种 大靶 面激 光光 幕靶. 有效 光 构 对 幕 区 内的光 功率 密度 的分布进 行 了分析 , 3 0mmX4 0mm靶 面的 原理样 机上 对 气枪 弹 九 在 3 0
第3 0卷第 3期
21 0 O年 O 月 6
西
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工
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大
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报
Vo O No 3 L3 .
J u n l fXia c n lgc l iest o ra ’ nTeh oo ia v r i o Un y
J r 2 1 uL 0 0
文章编 号 : 1 7 —9 5 2 1 ) 32 80 6 39 6 (0 0 0— 2— 6
靶结 构 , 采用 光源 与接 收 装 置集 成 在一 侧 , 利用 前 反射镜 反射原 理构建 大面积 光幕 , 用一体化结 构 采 可 以解决 常规 多光幕 光幕靶结 构易变形 的缺点 , 同
光幕靶测量破片群初速的方法

光幕靶测量破片群初速的方法
赵锦;倪晋平
【期刊名称】《测试技术学报》
【年(卷),期】2007(021)003
【摘要】针对计算战斗部杀伤概率和引战配合参数,提出一种六幕光幕靶对战斗部破片群初速进行测量的方法.给出了六幕光幕靶的测量原理.可以通过测量多个破片的飞行速度与飞行姿态角,推导出速度衰减系数.采用多台六幕光幕靶圆形放置,同时参与测试,再根据破片速度衰减公式确定破片群的初速.同时对沿战斗部轴向的破片初速进行了探讨,用其初速分布更准确地表示战斗部的初速分布,讨论了误差影响因素.
【总页数】5页(P214-218)
【作者】赵锦;倪晋平
【作者单位】西安工业大学,光电学院,陕西,西安,710032;西安工业大学,光电学院,陕西,西安,710032
【正文语种】中文
【中图分类】TJ81+0.6
【相关文献】
1.六幕光幕靶测量破片群飞行参数算法 [J], 庞秋红;田会;倪晋平
2.双缝光幕靶的靶距精确测量方法和装置 [J], 安莹;倪晋平;高芬;田会
3.基于光幕靶的亚音速弹和预制破片速度测量算法 [J], 马时亮;倪晋平;田会
4.测量小破片群的光幕靶测试技术 [J], 唐孝容;孙永强;龚晏青;王广军;李剑峰
5.光幕靶破片速度测量方法及误差分析 [J], 禄晓飞;易成龙;邹卫科;涂国勇;杨红兵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
激光光幕破片测速信号的特征点检测方法

激光光幕破片测速信号的特征点检测方法
李沅;李佳潞;赵冬娥
【期刊名称】《中北大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2016(037)004
【摘要】激光光幕破片测速系统中,破片过靶信号穿过激光光幕时特征点时刻检测的准确度影响测速的准确度与精度.针对传统的特征点检测方法中对信号直接进行
数值微分会误检测起伏较大的噪声点、峰值检测会受噪声影响而引起信号误判的问题,提出了基于小波变换的模极大值特征点检测法.该算法利用小波模极大值和尺度、李氏指数与破片信号的奇异性之间的关系,选取合适的小波基对破片信号进行小波
模极大值处理,从而实现特征点检测与去噪,可以准确识别破片,并检测到其特征点时刻.经大量测试数据处理表明,小波模极大值法检测破片识别率为96.9%,相比传统峰值检测法,提高了特征点检测的准确率.
【总页数】6页(P419-424)
【作者】李沅;李佳潞;赵冬娥
【作者单位】中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051;中北大学信息与通
信工程学院,山西太原030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051【正文语种】中文
【中图分类】TH212;TH213.3
【相关文献】
1.一种用于破片测速的环形光幕装置 [J], 田会;金朋刚;田亚男;袁云
2.基于小波滤波及相关分析的激光光幕破片测速信号数据处理 [J], 张斌;李佳潞;赵冬娥;刘吉;李沅;史晓军
3.基于重心法的激光光幕弹丸过靶信号特征点提取算法 [J], 张斌;赵冬娥;刘吉;刘小彦
4.激光光幕战斗部破片速度测试系统的信号处理 [J], 刘吉;赵冬娥;于丽霞;周汉昌
5.激光光幕破片测速靶技术特点研究 [J], 李致成;赵冬娥;张文静;张坤;牛滢
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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T ai y u an ,03 O 05 1 ,Chi n a)
Abs t ra c t :The s e l ec t i on of l as e r l i ght c ur t ai n i s of g r ea t i m por t ance t o non— co nt a c t l a s er f r a gm e nt vel oci t y
Re s e a r c h o n Te c hno l o g y a nd Cha r a c t e r i s t i c s o f La s e r Li g h t
Cur t a i n Fr a g me n t Ve l o c i t y Ta r g e t
( 中北大学仪 器科 学与动 态测试教 育部重点 实验 室,山西太原 ,0 3 0 0 5 1 )
摘 要 :激 光 光幕 的选 取 ,对 于 非接 触 式激 光破 片 测 速 仪器 有 着 至 关重 要 的影 响 。 它直 接 影 响 着激 光测速 仪 的测 试靶 面 的大 小 范 围与测试 数 据 的精确 性 。利 用Z E MAX软件 对 基 于菲涅 尔 透镜 的矩 形 光幕 和 鲍威 尔 棱 镜 的扇 形 光 幕进 行 仿 真研 究分 析 ,并利 用CMOS 成 像 法 测试 两 种 光幕 在 不 同距离 的光 强分 布 的均 匀性 。 关 键 词 :激 光 光幕 ,Z E MAX,光 强 ,均 匀性
在实 际的测试环境 中 ,面对不 同的测试环境 与要
求 ,激 光 光幕 的选取 成为 影响测 试精 确度与 测试 范
Ke y wo r d s :La s e r l i g h t c u r t a i n ; ZEM AX;Li g h t i n t e n s i t y; Uni f o r mi t y
引 言
弹 丸速度 是 战斗部 杀伤 力 的一个重 要参 数 ,对 于飞行 物体 速度 的测试 ,有 多种 方法 。激 光光幕 区 截 测试 的方 法 因其精度 高 、响应 速度快 、易实现 、 非接 触测量 等优 点常 成为 靶场弹 丸速度 测 试 的首 选
Z h i c h e n g L i , Do n g ’ e Z h a o , We n j i n g Z h a n g , Ku n Z h a n g , Y i n Ni U ( Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n K e y L a b o r a t o r y o f I n s t r u me n t a t i o n S c i e n c e a n d D y n a mmi c Me a s u r e me l ? t . N o r t h U n i v e r s i t y o f C h i n a
a n d a c c u r a c y of t e s t d a t a .T he s i mu l a t i o n r e s e a r c h i s a b o u t l a s e r l i g h t c u r t a i n o f F r e s n e l l e n s a n d Po we l l
” ]
。
在 目前 的被 动式激 光 光幕测 速靶 系统 中 ,常用 的激 光 光幕主 要有 两种 ,矩 形光幕 和扇 形光幕 。如
图1 、 图2 。
激 光 光 幕 速 度 测 量 系 统 由两 光 幕 组 成 ,即前
靶 与后 靶形 成一 区截 ,弹丸 飞行 穿过 光幕 区时 ,分
别 阻挡 部分 光线 ,光 电探测 器将 变化 的光通 量转化 成 电流 信号 ,经 光 电放 大器 放大 ,成 为弹 丸过靶 信
me a s u r i n g i ns t r u me n t . I t d i r e c t l y a f f e c t s t he l a s e r ve l o c i me t e r t e s t o n t h e s u r f a c e o f t h e t a r g e t s i z e r a n g e
中 图分 类 号 :T N2 4 7 文 献标 识 码 :A 文章编号 : 2 0 9 5 — 8 4 1 2( 2 0 1 5 ) 0 3 - 3 2 6 — 0 4 DOI :1 0 . 1 4 1 0 3 / j . i s s n . 2 0 9 5 - 8 4 1 2 . 2 0 1 5 . 0 3 . 0 1 2 工业 技 术 创 新 UR L: h t t p / / w ww. c h i n a — i t i . c o m
工 业 技 术 创 新
I n d u s t r i a l T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n
激 光 光幕 破 片测 速 靶 技术 特 点 研 究
李致成 ,赵 冬娥 ,张文静 ,张坤 ,牛滢