[实用新型]空气炮弹丸出口速度测试系统

说明书

本实用新型涉及一种空气炮弹丸出口速度测试系统，包括炮筒，其特征是：还包括半导体激光器、光电传感器、信号隔离器、直流电源和数字信号采集仪，所述炮筒出口侧壁上置有半导体激光器，在炮筒出口侧壁与半导体激光器相对位置上置有光电传感器，所述光电传感器通过信号隔离器与数字信号采集仪连接，半导体激光器和信号隔离器分别与直流电源连接。有益效果：本实用新型采用半导体激光器和光电传感器组成激光测速系统,再配合信号采集处理系统，成本较低，可大范围推广到类似弹丸的测速需求中。系统具有操作简便，成本低，适用范围广，测量精度高等优点，通过选用反应速度快的光电传感器和采样频率高的数采系统，测量速度可达1000m/s。

技术领域

本实用新型属于物理测量测试领域，尤其涉及一种空气炮弹丸出口速度测试系统。

背景技术

空气炮是由压缩空气提供能量，瞬间释放推动弹丸飞出的一种设备。它有多种用途：1、研究材料在冲击压缩下的动力学特性、状态方程以及物理、化学特性；2、做成一种模拟远场爆炸分离冲击的试验系统，从而考核结构件或电子器件承受冲击的能力；3、可做成鸟撞或弹丸冲击系统，考核飞机某些部位承受鸟撞的能力或考核防暴门承受器物破坏冲击的能力。在这些功能的实现过程中,弹丸的速度是确定材料中冲击状态或冲击能量的最重要参数之一,因此,精确测量弹速是十分必要和重要的。通常测量弹速的方法主要有三种类型。第一、接触式测量方法，例如铝箔靶、铜丝网靶等。第二、非接触式测量方法，非接触式测量方法主要通过光电效应或电磁效应完成。第三、毫米波测速方法。空气炮的三种用途中均需要测量弹丸的出口速度。特别是在作为爆炸分离冲击试验系统使用时，需要按照不同的试验条件更换不同的大小和重量的弹丸。空气炮的炮口100mm内需要放置冲击谐振板，导致可以放置速度测量系统的距离及空间变得很小。这三种方法都由于上述限制而不方便使用，或即使使用也精度不高。另外，弹丸打在谐振板上也会产生几万g的加速度，对弹丸自身也会产生相同的冲击能量，也不适合使用在弹丸中放置无线速度传感器的测量方法。专利文献公开号103630819A公开了一种RFID芯片性能测试的装置，其特征在于：它包括空气炮(1)，空气炮(1)口连接有炮管(2)，空气炮(1)和炮管(2)安装在支架(3)上，炮管(2)两侧设有速度感应器(4)，能够感应到炮管(2)内RFID芯片运动速度，炮管(2)内RFID芯片高速运动下的读写性能能够被读写装置(5)捕获；所述空气炮(1)受控制装置(6)控制。上述现有技术采用RFID芯片测试空气炮的弹丸出口速度还不能满足更高的速度。为解决上述问题,亟待开发一种成本较低，可大范围推广到类似弹丸的测速需求中的空气炮弹丸出口速度测试系统。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种空气炮弹丸出口速度测试系统，为弹丸的冲击能量提供数据支持。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种空气炮弹丸出口速度测试系统，包括炮筒，其特征是：还包括半导体激光器、光电传感器、信号隔离器、直流电源和数字信号采集仪，所述炮筒出口侧壁上置有半导体激光器，在炮筒出口侧壁与半导体激光器相对位置上置有光电传感器，所述光电传感器通过信号隔离器与数字信号采集仪连接，半导体激光器和信号隔离器分别与直流电源连接。

所述半导体激光器和光电传感器固定在炮筒壁上的小孔中，靠近出口位置，采用真空封泥固定在孔中。

所述半导体激光器单独与一台直流电源连接，信号隔离器单独与一台直流电源连接。

所述半导体激光器发出的光线波长与光电传感器的光线接收波长一致。

所述光电传感器的反应时间为5ns。

所述数字信号采集仪的采样频率最高为100000Hz。