[发明专利]一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置及方法

权利要求书

1.一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置，其特征在于，该装置包括启动光幕、停止光幕和测试模块，所述启动光幕和停止光幕互相平行地垂直于弹道线放置，启动光幕和停止光幕具有相同的结构，均包括原向反射装置、激光器（2）、球面反射镜（7）和探测器（9），其中：

所述原向反射装置包括两个互相垂直的支撑面（1）和多个反射屏（3）；所述激光器（2）为能产生90度发散角的线激光的激光器，激光器（2）放置在与两个支撑面（1）交点对应的对角线的端点上，并且激光器（2）的光轴与该对角线重合；

两个所述支撑面（1）上均设置多个反射屏（3），每个所述反射屏（3）与其所在支撑面（1）所成的角度满足：入射到该反射屏（3）的所有的激光光线相对于反射屏（3）的入射角度小于等于5°；每个所述反射屏（3）的大小满足：每个反射屏（3）最多接收其所在位置的10度范围内的激光光线；每个支撑面（1）上布置的反射屏（3）形成不漏光的锯齿结构，激光光线入射到该锯齿结构上后再被反射回去，形成激光光幕（5）；

所述反射屏（3）表面铺设原向反射材料；

所述球面反射镜（7）的圆心处具有一个通光孔（6），激光器（2）的出光孔从球面反射镜（7）的凸面方向与球面反射镜（7）的通光孔（6）贴合，且球面反射镜（7）的光轴与激光光幕（5）不共面；

所述探测器（9）放置在球面反射镜（7）的焦点上，用于接收由球面反射镜（7）会聚的激光光线，探测器（9）的输出端与测试模块相连；所述球面反射镜（7）的焦点为由原向反射装置反射回来的激光光线再经球面反射镜（7）反射的会聚点；

所述测试模块根据来自启动光幕的探测器（9）的信号提取出弹丸的进入时刻T1，根据来自停止光幕的探测器（9）的信号提取出弹丸的飞出时刻T2，然后再用启动光幕和停止光幕之间的距离除以（T2-T1），即测试出弹丸的飞行速度。

2.如权利要求1所述的一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置，其特征在于，所述两个支撑面（1）连接处的反射屏（3）采用以交点为圆心的圆弧形凹面反射屏（4）。

3.如权利要求1所述的一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置，其特征在于，所述探测器（9）包括圆弧形的基座（10）和铺设于基座（10）的3个光敏管（11），两个相邻光敏管（11）的首、尾搭接，使光敏管（11）覆盖住基座（10）的整个圆弧面，所有光敏管（11）信号输出接口并联后输出至测试模块；基座（10）的凸面朝向球面反射镜（7），基座（10）的中心点与球面反射镜（7）的焦点重合；所述基座（10）的圆弧型表面根据原向反射装置反射回来的激光光斑的形状和大小进行加工，使探测器（9）完全接收激光光斑。

4.如权利要求1所述的一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置，其特征在于，所述探测器（9）包括圆弧形的基座（10）和铺设于基座（10）的多个光敏管（11），光敏管（11）沿所述基座（10）紧凑排列，覆盖住整个基座（10）的圆弧面，所有光敏管（11）信号输出接口并联后输出至测试模块；基座（10）的凸面朝向球面反射镜（7），基座（10）的中心点与球面反射镜（7）的焦点重合；所述基座（10）的圆弧型表面根据原向反射装置反射回来的激光光斑的形状和大小进行加工，使探测器（9）完全接收激光光斑。

5.如权利要求3所述的一种非拼接大靶面激光光幕速度测试装置，其特征在于，球面反射镜（7）的光轴与激光光幕（5）所成α角满足关系式：f为球面镜焦距、L为探测器（9）的宽度、H为激光器（2）发射出的激光的厚度。

6.一种基于权利要求1所述的测试装置的测试方法，其特征在于，弹丸先后穿过启动光幕和停止光幕，将从启动光幕接收到的激光的时域信号数据进行微分处理，并找到最大负斜率点所对应的时刻t1；将从停止光幕接收到的激光的时域信号数据进行微分处理，并找到最大负斜率点所对应的时刻t2；然后求出弹丸通过两个激光光幕（5）的时间间隔：Δt＝t2-t1，再根据两光幕的靶距S，计算出弹丸速度v＝S/Δt。