一种天幕靶用弹丸信号自动识别电路

天幕靶在使用中，经常受到蚊虫、飞鸟以及冲击波和光电器件随机噪声的干扰而输出误信号．文中提出一种自动识别弹丸信号的逻辑电路，利用飞行物和干扰源穿过天幕靶视场所产生信号宽度的不同，自动识别出弹丸信号．电路的输出端仅输出弹丸信号，蚊虫、冲击波、随机干扰等非弹丸信号被滤除掉．设计的电路能同时滤除比弹丸信号宽度短和长的两类信号，短信号和长信号的宽度可以预先设置，并有电路工作选择端．设计的电路在CPLD芯片上实现．经在天幕靶上使用验证，电路工作可靠，提高了天幕靶的稳定性．     

仰角天幕靶的設計及精度分析

一槪述天幕靶的工作原理是:利用光学的方法形成两个光幕,在弹丸穿过光幕时,产生遮拦,引起照射到光电接受器上的光能发生变化,通过光电接受器的光电变换,变成电信号,作为时间信号输出。通过测定弹丸穿过一定距离的两个光幕的时间,来测定弹丸的飞行速度,其原理如图1所示。     

分离型激光启动靶光电探测系统的设计

目的 研究一套激光启动靶，以启动相应的设备或仪器开始工作，实现对弹丸运动的研究。方法 半导体激光光源经准直，扩束形成激光光幕，再经距光幕一定距离（3－5m)外的具有原向反射特性的微珠玻璃屏反射回来后，经球面反射镜的会聚由光电探测器接收。结果 设计了一种大靶区面积，低噪声的光电探测系统及相应电路。结论 当弹丸穿过光幕时，光电探测系统可获取弹丸过靶信号。     

高射频连发测速弹丸信号识别算法

针对高射频连发射击状态下连续冲击波和弹丸激波对连发弹丸过幕信号严重干扰的问题,提出了一种连发弹丸信号识别算法.通过对连发射击弹形信号和干扰信号的特征分析,结合信号时间宽度、幅值识别阈值以及预定弹丸速度和连发射频等参数,设计了疑似弹形信号识别算法、射频约定准则滤波算法、速度约定准则滤波算法以及过幕时间约定准则滤波算法.实弹射击结果表明:该算法能有效滤除连发射击的冲击波和激波干扰信号,快速识别出连发射击的弹丸信号.     

四光幕交汇立靶测试系统及纸靶校准方法

介绍了一种新的测试方法：将四个矩形光幕以特定的角度分别放置在六面体的两个面和两个对角面上，当弹丸从光幕穿过，用测时仪记录弹丸穿过四个光幕的时刻，依据四个时刻值计算出弹丸穿过光幕的位置坐标．文中分析了四光幕交汇立靶测试测试系统的原理．提出一种用纸靶测量坐标值对测试系统的测量结果进行校准的方法，推导了校准公式．根据纸靶弹孔位置坐标，对原始公式进行修正，修正后的结果，减少了与纸靶比对的误差．     

平面镜反射式激光光幕靶测试技术研究

为解决分体式光幕靶结构易变形、靶面较小的不足,提出一种将发射和接收集成在一起的收发一体化激光光幕靶.采用线结构光半导体激光器作为发射光源,高反射率前表面反射镜作为反射装置,线性阵列红外光电二极管接收,构建了一种大靶面激光光幕靶.对有效光幕区内的光功率密度的分布进行了分析,在330 mm×400 mm靶面的原理样机上对气枪弹九穿过有效靶面波形进行了测试,给出了试验气枪弹丸过靶信号波形数据.平面反射式激光光幕靶原理正确可行,利用所提出的一体化光幕靶结构,选用适配激光光源可实现10 m×10 m面积的大区域光幕靶,满足光幕靶应用于常规弹丸测试要求.     

分离型激光启动靶光电探测系统的设计

目的　研究一套激光启动靶 ,以启动相应的设备或仪器开始工作 ,实现对弹丸运动的研究 .方法半导体激光光源经准直、扩束形成激光光幕 ,再经距光幕一定距离 (3～ 5 m )外的具有原向反射特性的微珠玻璃屏反射回来后 ,经球面反射镜的会聚由光电探测器接收 .结果　设计了一种大靶区面积、低噪声的光电探测系统及相应电路 .结论　当弹丸穿过光幕时 ,光电探测系统可获取弹丸过靶信号     

镜头式光幕靶信号处理电路设计与实现

为了解决传统光幕靶靶面小、灵敏度低、结构复杂等问题,分析了一种镜头式光幕靶的工作原理,搭建了相应的原理样机,设计了一种可监测镜头式光幕靶状态、具有程控放大功能的信号处理电路．经过气枪实弹测试验证,当电路设置为低灵敏度状态时,对于弹径为5mm、过幕点距离镜头1m处的弹丸,信号处理电路输出信号幅值达到2V以上,噪声信号控制在0．5V以内．     

基于FPGA的靶场高精度时间采集系统设计

弹丸的飞行速度是衡量轻武器毁伤效能和弹道特性的重要特征之一。针对在靶场测试中弹丸飞行速度测试问题,采用以区截装置和高精度测时相结合的方式测量弹丸速度。为了提高测速精度,在光幕靶测试原理基础上,设计了以FPGA为核心的高精度时间采集系统。对经过两靶间弹丸飞行时间间隔进行"粗"(直接脉冲计数法)、"细"(时钟数字移相法)相结合的精密测量,利用双锁相环级联、高精度内插时钟技术,实现了同时扩大计时范围和提高计时精度的目的。实验结果表明,所设计的时间采集系统测量最大时间间隔为83.89 ms,测量精度为312.5 ps,并通过软件实现了光幕靶测速时,去除冲击波、蚊虫飞鸟、外界光线的干扰问题,达到了靶场时间采集大范围、高精度、抗干扰性强的使用要求。     

《HXF1000—2004红外密集度光电立靶》发明专利简介

HXFl000—2004红外密集度光电立靶由西安工业大学光电工程学院利用四光幕交汇的原理研制而成，光幕由红外发射和红外阵列接收器件组成，该光电立靶与计算机和红外密集度立靶测试软件组成靶场综合测试系统．当弹丸穿过四个不同的光幕时产生相应的脉冲序列，四个时间值的解算可得到弹丸的着靶坐标，进而换算出弹丸射击密集度．     

Supersonic flow imaging via nanoparticles

Due to influence of compressibility, shock wave, instabilities, and turbulence on supersonic flows, current flow visualization and imaging techniques encounter some problems in high spatiotemporal resolution and high signal-to-noise ratio (SNR) measurements. Therefore, nanoparticle based planar laser scattering method (NPLS) is developed here. The nanoparticles are used as tracer, and pulse planar laser is used as light source in NPLS; by recording images of particles in flow field with CCD, high spatiotemporal resolution supersonic flow imaging is realized. The flow-following ability of nanoparticles in supersonic flows is studied according to multiphase flow theory and calibrating experiment of oblique shock wave. The laser scattering characteristics of nanoparticles are analyzed with light scattering theory. The results of theoretical and experimental studies show that the dynamic behavior and light scattering characteristics of nanoparticles highly enhance the spatiotemporal resolution and SNR of NPLS, with which the flow field involving shock wave, expansion, Mach disk, boundary layer, sliding-line, and mixing layer can be imaged clearly at high spatiotemporal resolution.     

高温瞬态辐射光源亮度温度测量

对于温度超过105K的高温瞬态辐射光源－爆炸式辐射光源,标准光源与待测光源的温度可以相差2个量级,可见光区域辐射谱强度相差4～5个量级,确保测量系统在线性范围内工作是比较困难的。文中采取2项措施,用六通道高温计比较可靠地测量了光源的辐射强度和辐射亮度温度,解决了实际测量中遇到的问题。     

Failure behavior of cellular titanium under dynamic loading

The dynamic compressive deformation of cellular titanium with regularly distributed cylindrical pores is investigated to evaluate the effect of shock attenuation and obtain the shock Hugoniot relationship of the material. Dynamic compression experiments are conducted at room temperature using a single-stage light gas gun. The Hugoniot relations between shock wave velocity and particle velocity for the cellular titanium samples with porosities 20% and 30% are obtained. The shock response of the regular cellular titanium shows a clear wave attenuation effect. Numerical simulations are also conducted to supplement the experimental study. Inelastic deformation is observed in the samples using optical micrographs, indicating that the deformation of pores contributes significantly to the shock wave attenuation of the cellular titanium material.     

光幕靶靶面光能分布均匀性的研究

为了提高光幕靶的测量精度,讨论了影响光幕靶测量精度的一个重要因素--光幕靶靶面光能分布的均匀性.首先对单个发光二极管进行分析,对其做近似处理,建立数学模型,用代数叠加的方法来推导光幕面内某一点的光能量.进而推导整个光幕面内的光能分布状况,并进一步分析得到各参数间的函数关系.为了验证理论结果,通过实测光幕面上不同位置点的光能,借助Matlab工具对实验数据进行处理,得到光幕面内光能量的分布图形,并且验证了各参数间的关系.经过比较,理论结果和实验结果基本一致.     

超高应变率下岩石的破坏机理

通过对大理石的轻气炮试验进行三维数值仿真重现,探索了岩石在超高应变率下的破坏机理.大理石试样中两个高速应力计的实测应力信号被用作数值模拟的匹配目标,结果表明,在高速冲击压缩载荷下,细观静水压破坏是大理石的主要破坏机制,而不是通常认为的细观剪切或拉伸破坏.此外,为再现不同冲击速度下大理石的物理实验观测数据,提出了新的考虑...     

强冲击载荷下岩石损伤特性实验研究

通过在一级轻气炮驱动的平板碰撞实验台进行冲击损伤实验 ,对软回收样品进行超声波测试 ,研究了强冲击载荷下两种典型岩石损伤特性 .结果表明 ,岩石的动态损伤与冲击速度和超声波衰减系数α有关 ,后者较好地反映了岩石的损伤程度 ,可作为构造岩石损伤模型的主要参量     

镁粉尘燃烧转变为爆轰的研究

本文利用我们研制的多种激波管技术成功地研究了镁粉尘燃烧转变为爆轰(俗称 DDT)过程。研究表明,镁粉尘颗粒大小对镁粉 DDT 过程影响不大。对于强冲击引爆,镁粉尘爆轰压力和速度随着氧含量的增加而急剧增加,它们的相对增加量可达4倍之多;在弱冲击引爆时,镁粉尘仅产生燃烧,其爆炸压力和速度都比较弱;在反射波引爆时,能产生较强的镁粉尖爆轰。本文利用烟膜技术和传感器技术直接证明了镁粉尘爆轰的存在。     

关于线光源的直射光与反射光的研究

通过合理的假设与推导，将汽车车灯线光源的直射光与反射光的总功率之比近似地转化为两部分球冠面积之比；并证明出：任一点光源发出的光线经过灯口投影到测试屏上的亮区是半径相等，圆心在同一直线上的圆．问题三是较为复杂的空间反射问题，采用两种不同方法：近似方法与计算机模拟描点法，得出反射光在测试屏上的亮区.     

结构体对爆炸冲击载荷响应的数值模拟

分析了单自由度弹簧－质体体系对爆炸冲击载荷的特征响应，建立起结构体对爆炸冲击载荷响应的数值模型，并从此模型出发，对爆炸冲击波破坏准则Ｐ－Ｉ准则进行合理性分析，确定其可靠性．