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激光測速光幕靶的產(chǎn)品介紹

時間:2025/3/20閱讀:234
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1. 工作原理

  1. 光幕形成

    • 使用多組激光發(fā)射器和接收器(或反射鏡)組成平行或交叉的激光束陣列,形成密集的二維或三維光幕區(qū)域。

    • 典型光幕密度:10~100條激光束/cm2(取決于測速精度需求)。

  2. 信號觸發(fā)與計時

    • 當被測物體穿過光幕時,遮擋部分激光束,接收端檢測到光強變化并生成脈沖信號。

    • 通過測量物體穿過兩個或多個平行光幕的時間差(Δt),結合光幕間距(Δx),計算速度:

      v=Δx/Δt


  3. 抗干擾設計

    • 采用紅外激光(如905 nm波長)降低環(huán)境光干擾,或通過調制激光頻率(如脈沖編碼)區(qū)分背景噪聲。


2. 關鍵技術參數(shù)

參數(shù)

典型指標

說明




測速范圍

1 m/s ~ 3000 m/s

適用于彈丸(800~1500 m/s)、火箭彈(2000+ m/s)等場景。

精度

±0.1%~±1%

高精度場景需多光幕冗余測量(如四光幕靶)。

光幕厚度

0.1~10 mm

薄光幕提高時間分辨率,但需更高激光密度。

響應時間

≤1 ns

依賴光電探測器(如雪崩光電二極管APD)性能。

環(huán)境適應性

-40°C ~ +70°C,IP67防護

需耐受沖擊振動、粉塵、雨霧等惡劣條件。

數(shù)據(jù)輸出

RS-485、以太網(wǎng)、高速數(shù)字I/O(如LVDS)

支持與高速采集系統(tǒng)(如FPGA或PXIe)同步。


3.3系統(tǒng)組成

  • 激光發(fā)射模塊

    • 半導體激光器(LD)陣列,波長通常為650 nm(可見光)或905 nm(紅外)。

    • 功率范圍:1~100 mW(需符合人眼安全標準IEC 60825)。

  • 光電接收模塊

    • 光電二極管(PIN)或雪崩光電二極管(APD),響應時間≤1 ns。

    • 集成信號調理電路(放大、濾波、閾值觸發(fā))。

  • 信號處理單元

    • 高速計時器(分辨率≤1 ns),如時間數(shù)字轉換器(TDC)。

    • 多通道同步采集(如8~32通道)。

  • 機械結構

    • 剛性支架(防振動偏移),可調節(jié)光幕間距(例如50~500 mm)。


4. 應用場景

(1) 彈丸初速度測試

  • 彈丸初速測量

    • 雙光幕靶間距0.5~2 m,測速精度±0.5%(如7.62 mm測速誤差≤5 m/s)。

    • 需抗沖擊設計(如裝甲鋼外殼)。

  • 破片速度分布

    • 多光幕陣列(如正交光幕)結合高速相機,重建破片三維速度場。

(2) 工業(yè)檢測

  • 生產(chǎn)線物體分揀

    • 單光幕靶檢測物體存在性,雙光幕靶計算運動速度(如傳送帶零件檢測)。

(3) 安全防護

  • 入侵物體監(jiān)測

    • 激光光幕覆蓋區(qū)域(如機場周界),實時檢測拋射物速度與軌跡。


5. 選型與挑戰(zhàn)

選型建議

  • 高速彈道測試

    • 選擇多光幕冗余系統(tǒng)(如四光幕靶),量程≥2000 m/s,精度±0.2%。

    • 典型型號:中國兵器工業(yè)集團的BPS系列(量程0~3000 m/s,精度±0.1%)。

  • 低成本場景

    • 單光幕靶+高速相機組合,如德國InnoLas的LSS-200(量程1~2000 m/s)。

技術挑戰(zhàn)與解決方案

  • 多物體干擾

    • 采用多波長激光或編碼光幕(如時分復用),區(qū)分不同物體信號。

  • 環(huán)境干擾

    • 自適應閾值算法+窄帶光學濾波片(如帶寬±2 nm)。

  • 高速數(shù)據(jù)同步

    • 基于GPS或IEEE 1588協(xié)議的多設備時鐘同步(誤差≤10 ns)。



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