[发明专利]一种烟雾透过率测试系统的自动校准装置

说明书

本发明公开了一种烟雾透过率测试系统的自动校准装置，由套筒、基准镜、旋转镜、传动装置、伺服电机、角度传感器、控制盒、校准程序组成。套筒整体为“T”字形，操作者可通过电脑上安装的校准程序设置校准参数、自动完成校准全过程，并得出校准曲线以及校准参数。该装置具备自动化程度高、校准速度快、精确度高等优点，可用于推进剂及发射药燃烧烟雾透过率测试系统的快速校准。

技术领域

本发明涉及一种烟雾透过率测试系统的自动校准装置，适用于推进剂羽流烟雾透过率测试系统以及发射药枪口烟雾测试系统等烟雾透过率测试系统。

背景技术

烟雾透过率测试系统，是推进剂以及发射药装药羽流烟雾性能评价中常用的测试装置。其基本原理是朗伯贝尔定律，装置通过测定光源通过烟雾区域后的光强与初始光强的比值，作为烟雾的光透过率。在实现方式上。目前常用烟雾透过率测试装置中，包括推进剂发烟量—密闭燃烧室测试系统、推进剂羽流烟雾透过率测试系统、发射药发烟量测试系统、枪口烟雾测试系统等烟雾透过率测试装置都是将光信号转换为电信号，而后对电信号进行采集以及信号处理，最后获得烟雾光透过率；而推进剂羽流烟雾遮蔽能力测试系统是将光信号转换为图像灰度信息，而后对图像进行采集，并进行图像处理，最终获得烟雾的光透过率率。不管上述哪种烟雾透过率测试系统，其校准装置都是一定数量的已知透过率的光学衰减片。在系统标定时，将校准装置中的光学衰减片依次放置在测试系统的光源(或传感器)附近，根据衰减片已知的光透过率与测试系统测得的光透过率，对测试系统进行校准。

在现有的烟雾透过率测试系统校准装置中，应用得较广泛的是由一组中性衰减片组成的校准装置。这种校准装置具有性能稳定、操作简便的特点，然而，校准装置中每一片衰减片的光透过率都是特定的。在校准过程中，需要不断的手动更换衰减片，导致校准过程操作时间耗时较长，工作效率较低。这一点在推进剂烟雾遮蔽能力测试系统的校准上(其使用环境是外场，标定时需要将衰减片通过螺纹固定在图像传感器的镜头上)，显得尤为突出。另一方面，一般情况下，使用者希望校准装置的衰减片序列中，各衰减片的透过率之间的间隔能相对均匀，而实际过程中，各衰减片的光透过率由其表面的光学镀膜的工艺质量决定，这会在校准装置的制作以及使用上带来不便。

目前，专利申请201710767910.6中还公开了一种基于偏光板的烟雾透过率测试系统校准装置，它通过旋转两个偏光片改变校准装置的标准透过率。这种校准装置由套筒和两片偏光板组成，整体体积较小，在校准过程中也不需要更换偏光片，只需要旋转到特定刻度线。操作过程较由中性衰减片组成的校准装置而言，也更为简便一些。然而，这种装置在校准过程中仍然需要一名操作者手动切换校准装置档位，与烟雾测试系统的操作者配合完成系统，整个过程自动化程度不高，校准过程持续时间基本需要10分钟左右，校准过程也相对较慢。另一方面，操作者在手动切换校准装置档位的过程中，很可能由于个人操作因素，引入刻度线微小偏移等系统误差，导致校准结果误差增大。

发明内容

为了克服现有技术自动化程度、校准速度以及校准结果的准确度等方面存在的不足，本发明提出了一种烟雾透过率测试系统的自动校准装置。

本发明提出的烟雾透过率测试系统的自动校准装置，包括套筒、基准镜、旋转镜、传动装置、伺服电机、角度传感器、控制盒、校准程序。

所述套筒整体为“T”字形，套筒“一”字形部分的两端分别安装基准镜、透光性能好的光学镜片，旋转镜位于套筒中央，基准镜、旋转镜、光学镜片相互平行，且三个透镜的中心轴线重合；。伺服电机、角度传感器固定于套筒中与基准镜镜面平行的筒内。旋转镜通过传动装置分别与伺服电机、角度传感器的转轴相连；伺服电机和角度传感器的电源线、信号线穿过套筒的堵盖连接至控制盒输入端。控制盒输出端通过信号线连接至安装有校准程序以及烟雾透过率测试系统软件的电脑。

基准镜、旋转镜的光学玻璃均为偏光板，两者的边框表面都有标明偏光板出射光偏振方向的刻度线，在装置的初始状态中，两者出射光的偏振方向相同，同时角度传感器的输出信号为其输出范围的最小值。