激光光栅测速装置及方法

本发明涉及激光，尤其涉及一种激光光栅测速装置及方法。

背景技术：

1、在进行弹道枪以及轻气驱动加载发射机构的研发过程中，需要对飞片的速度进行实时的观测以及记录，传统测试飞片速度的方法基本上采用的是短路靶纸或断路靶纸，也即是在飞片的飞行轨迹上设置上特殊构造的靶纸，当飞片打到靶纸上时，通过靶纸反馈的信息确定飞片的速度，但是这一方法弊端是加工周期长，安装费时费力，并且在靶纸材料不同时，反馈的飞片的速度信息也有差别，难以精准反应飞片速度。

技术实现思路

1、本发明提供一种激光光栅测速装置及方法，用以解决现有技术中对飞片速度测量时测量结果准确率不高的缺陷，通过在待测物体的飞行路径上设置高密度的光栅，当待测物体穿过光栅时，可以产生携带信息的波形，基于波形信息可以计算确定待测物体的速度，测速准确率高。

2、本发明提供一种激光光栅测速装置，用于对待测物体进行测速，包括激光发射器、光电传感器和控制器；

3、激光发射器和光电传感器相对设置，激光发射器用于发射激光，激光在激光发射器和光电传感器之间形成光栅；

4、光电传感器用于接收激光发射器发射的激光，并向控制器发送接收的激光信息，激光信息包括激光的波形信息，光电传感器的响应时间小于500纳秒；

5、控制器用于接收光电传感器发送的激光信息，并基于激光信息确定待测物体通过第一光栅和第二光栅的时间差以及第一光栅和第二光栅之间的距离，并基于通过第一光栅和第二光栅的时间差以及第一光栅和第二光栅之间的距离，对待测物体进行测速。

6、根据本发明提供的激光光栅测速装置，控制器包括信号放大器、滤波器以及信号处理单元；

7、信号放大器与光电传感器电连接，信号放大器用于对光电传感器发送的激光信息进行信号放大；

8、滤波器与信号放大器电连接，滤波器用于对激光信息进行整形滤波；

9、信号处理单元与滤波器电连接，信号处理单元用于接收光电传感器发送的激光信息，并对待测物体进行测速。

10、根据本发明提供的激光光栅测速装置，控制器开设有同步接口，同步接口与外部设备连接；

11、控制器还用于在待测设备通过任一光栅时，生成同步信号，控制器通过同步接口将同步信号发送给外部设备。

12、根据本发明提供的激光光栅测速装置，外部设备包括摄影设备和压力采集设备；

13、摄影设备基于同步信号对待测物体进行高速摄影；

14、压力采集设备基于同步信号采集待测物体撞击产生的压力值。

15、根据本发明提供的激光光栅测速装置，控制器还用于基于激光信息确定待测物体对光栅的遮挡面积；

16、控制器还用于基于遮挡面积确定待测物体的截面积。

17、根据本发明提供的激光光栅测速装置，控制器还用于基于激光信息确定电平信号的持续时间，电平信号的持续时间表征待测物体通过某一光栅的时间；

18、控制器还用于基于电平信号的持续时间和待测物体的速度，确定待测物体的厚度。

19、根据本发明提供的激光光栅测速装置，还包括光栅棱镜组，光栅棱镜组设置于激光发射器和光电传感器之间。

20、本发明还提供一种激光光栅测速方法，应用于上述任一项的激光光栅测速装置，包括：

21、通过激光发射器发射激光，激光在激光发射器和光电传感器之间形成光栅；

22、通过光电传感器接收激光发射器发射的激光，产生激光信息，激光信息包括激光的波形信息；

23、通过控制器接收光电传感器发送的激光信息；

24、基于激光信息确定待测物体通过第一光栅和第二光栅的时间差以及第一光栅和第二光栅之间的距离，并基于通过第一光栅和第二光栅的时间差以及第一光栅和第二光栅之间的距离，对待测物体进行测速。

25、根据本发明提供的激光光栅测速方法，在待测物体的运动轨迹上设置多个激光发射器和对应的光电传感器，多个激光发射器和对应的光电传感器对待测物体进行多段测速。

26、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述任一种激光光栅测速方法。

27、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种激光光栅测速方法。

28、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种激光光栅测速方法。

技术特征：

1.激光光栅测速装置，用于对待测物体进行测速，其特征在于，包括激光发射器、光电传感器和控制器；

2.根据权利要求1所述的激光光栅测速装置，其特征在于，所述控制器包括信号放大器、滤波器以及信号处理单元；

3.根据权利要求1所述的激光光栅测速装置，其特征在于，所述控制器开设有同步接口，所述同步接口与外部设备连接；

4.根据权利要求3所述的激光光栅测速装置，其特征在于，所述外部设备包括摄影设备和压力采集设备；

5.根据权利要求1所述的激光光栅测速装置，其特征在于，所述控制器还用于基于所述激光信息确定所述待测物体对所述光栅的遮挡面积；

6.根据权利要求1所述的激光光栅测速装置，其特征在于，所述控制器还用于基于所述激光信息确定电平信号的持续时间，所述电平信号的持续时间表征所述待测物体通过某一光栅的时间；

7.根据权利要求1所述的激光光栅测速装置，其特征在于，还包括光栅棱镜组，所述光栅棱镜组设置于所述激光发射器和所述光电传感器之间。

8.激光光栅测速方法，应用于权利要求1-7任一项所述激光光栅测速装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求1所述的激光光栅测速方法，其特征在于，在所述待测物体的运动轨迹上设置多个所述激光发射器和对应的所述光电传感器，多个所述激光发射器和对应的所述光电传感器对所述待测物体进行多段测速。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8或9所述激光光栅测速方法。

技术总结
本发明涉及激光领域，提供一种激光光栅测速装置及方法，其中装置包括激光发射器、光电传感器和控制器；激光发射器和光电传感器相对设置，激光发射器用于发射激光，激光在激光发射器和光电传感器之间形成光栅；光电传感器用于接收激光发射器发射的激光，并向控制器发送接收的激光信息，激光信息包括激光的波形；控制器用于接收光电传感器发送的激光信息，并基于激光信息对待测物体进行测速。用以解决现有技术中对飞片速度测量时测量结果准确率不高的缺陷，通过在待测物体的飞行路径上设置高密度的光栅，当待测物体穿过光栅时，可以产生携带信息的波形，基于波形信息可以计算确定待测物体的速度，测速准确率高。

技术研发人员：冯治建,杨世龙
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4