一种用于弹射速度测量的测速仪装置的制作方法

1.本实用新型涉及计量测试技术领域，尤其涉及一种用于测量动能测试中弹射体的弹出速度的速度测量装置。


背景技术：

2.运动物体本身某一时刻具有的动能主要是通过该物体的质量和在当前时刻的速度两个物理量进行描述，因此对速度进行测量是描述运动物体具有多少动能的重要手段。运动物体动能测量活动中，物体运动速度的测量是十分常见的测量活动。查验被测样品抗冲击及结构稳固特性的跌落试验或落锤试验，就是将被测样品从指定高度自由落下或被使用在指定高度的标准锤体进行冲击，然后定性或定量的测定被测产品的破损程度并以此来评价被测产品可靠性等指标；因此速度测量是计量测试活动中一项常见又较为重要的测量活动。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于弹射速度测量的测速仪装置。
4.本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：
5.一种用于弹射速度测量的测速仪装置，包括：
6.速度测量装置、光学测量单元和弹射体；所述速度测量装置内设置腔体，腔体内部设置有凸起边缘；所述光学测量单元包括若干组，均安装在腔体内部凸起边缘，并沿内边缘轴向均匀分布。
7.与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：
8.减少使用测速装置进行测量时外界环境光的干扰因素对测速装置测量结果的准确度和测速装置响应的影响；同时测量过程中测速装置不受外形不规则弹射体在探测区域内运动时由于弹射体外形棱角等反射的光对测量结果的影响；速度测量装置能够测量到更小直径的弹射体的运动速度。
附图说明
9.图1是用于弹射速度测量的测速仪装置结构图；
10.图2是用于弹射速度测量的测速仪的测量方法；
11.图3a和3b是速度测量仪光学测量单元结构示意图；
12.图4a和4b是速度测量仪测量原理示意图。
具体实施方式
13.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。
14.图1是为用于弹射速度测量的测速仪装置结构，包括速度测量装置1、光学测量单元2和弹射体3；所述速度测量装置1内设置腔体13，腔体内部设置有凸起边缘14；所述光学测量单元2包括若干组，均安装在腔体内部凸起边缘，并沿内边缘轴向均匀分布。
15.弹射体从动能测试装置中飞出并穿过速度测量装置，调节速度测量装置轴线使之与弹射体的初始速度轴线同轴，弹射体从弹射装置弹出之后将做匀速运动并以某一速度从测量装置的腔体中匀速穿过。
16.上述速度测量装置1采用硬质、不透光的树脂材料或者轻质金属材料制成的一个筒形腔体。
17.上述速度测量装置1包括两个端口，在所述弹射体3进入速度测量装置1的端口为入射口11，弹射体3飞出速度测量装置1的端口为弹出口12。正面面对速度测量装置，约定被测弹射体弹射飞行的方向为前进方向，定义弹射体在穿入速度测量装置的端口称为速度测量装置入射口11，弹射体从速度测量装置飞出的端口称为速度测量装置弹出口12(如图2所示)。
18.在入射口11结构周围设置有安装孔，用于与外界框架结构连接，可以固定在动能测试仪上。
19.上述光学测量单元2的光学轴线与腔体13的轴线呈一定夹角安装，所述夹角设计范围在78
°
～90
°
之间；所述速度测量装置的腔体内光学系统形成的探测范围、适用视场角度以及光学系统镜头孔径尺寸不小于2mm。
20.如图3a、3b所示，光学测量单元由窗口镜片21、透镜组22、分光棱镜23、光源24以及图像测距传感器26组成；光源24将发出的测量光束25通过分光棱镜23进入透镜组22，透镜组22透过窗口镜片21摄入速度测量装置1的腔体13内。在弹射体穿越腔体的探测区域时，测量光束在弹射体上发生反射，反射光线进入窗口片、透镜组到达分光棱镜并在分光棱镜全反射到图像测距传感器26；图像测距传感器检测反射光束相位变化量，计算获得当前弹射体到图像测量传感器的距离dj。
21.如图4a和4b所示，由沿轴线均布的图像测量传感器si分别采集当前弹射体与各图像测量传感器的距离dj，解算同一截面内测量到的弹体到各图像测量传感器的距离d
ij
，获得弹体在各个截面位置的空间坐标(xi，yi)，以腔体轴线为坐标中心轴，将测量到的(xi，yi)沿着中心轴分解，获得连续采样时间δt内弹射体穿越腔体时沿飞行轨迹的位移变化量δd，计算δd/δt，从而获得弹体穿越腔体时弹射体切向方向的速度δv。
22.图4中，si表示图像测量传感器、dj表示弹射体到图像测量传感器的距离、d
ij
表示第i个图像测量传感器测量到的第j个距离。
23.本实施例还提供了一种用于弹射速度测量的测速仪的测量方法，包括
24.采集穿越测速装置腔体中探测区域内的弹射体与每个光学测量单元中的距离参数；
25.计算在不同时刻时每个光学测量单元采集到的弹射体在腔体内的位置信息，并计算得到在每个时刻弹射体在其飞行路径上空间位置的数据；
26.通过采集时刻时弹射体在速度测量装置腔体内的空间位置情况，获得一段时间间隔内弹射体在腔体内位置变化量的数据；
27.计算位置变化量与采集时间间隔，获的弹射体通过速度测量装置时的速度。
28.上述方法具体包括通过弹射体与各图像测量传感器si的距离dj，解算同一截面内测量到的弹体到各图像测量传感器的距离d
ij
，获得弹体在各个截面位置的空间坐标(xi，yi)，以腔体轴线为坐标中心轴，将测量到的(xi，yi)沿着中心轴分解，获得连续采样时间δt内弹射体穿越腔体时沿飞行轨迹的位移变化量δd，计算δd/δt，从而获得弹体穿越腔体时弹射体切向方向的速度δv。
29.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。


技术特征：
1.一种用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，所述装置包括速度测量装置(1)、光学测量单元(2)和弹射体(3)；所述速度测量装置(1)内设置腔体(13)，腔体内部设置有凸起边缘(14)；所述光学测量单元(2)包括若干组，均安装在腔体内部凸起边缘，并沿内边缘轴向均匀分布。2.根据权利要求1所述的用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，所述速度测量装置(1)采用硬质、不透光的树脂材料或者轻质金属材料制成的一个筒形腔体。3.根据权利要求1所述的用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，所述速度测量装置(1)包括两个端口，在所述弹射体(3)进入速度测量装置(1)的端口为入射口(11)，弹射体(3)飞出速度测量装置(1)的端口为弹出口(12)。4.根据权利要求3所述的用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，在入射口(11)结构周围设置有安装孔，用于与外界框架结构连接。5.根据权利要求1所述的用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，所述光学测量单元(2)的光学轴线与腔体(13)的轴线呈一定夹角安装。6.根据权利要求1所述的用于弹射速度测量的测速仪装置，其特征在于，所述光学测量单元由窗口镜片(21)、透镜组(22)、分光棱镜(23)、光源(24)以及图像测距传感器(26)组成；光源(24)将发出的测量光束(25)通过分光棱镜(23)进入透镜组(22)，透镜组(22)透过窗口镜片(21)摄入速度测量装置(1)的腔体(13)内。

技术总结
本实用新型公开了一种用于弹射速度测量的测速仪装置，包括：速度测量装置、光学测量单元和弹射体；所述速度测量装置内设置腔体，腔体内部设置有凸起边缘；所述光学测量单元包括若干组，均安装在腔体内部凸起边缘，并沿内边缘轴向均匀分布。本实用新型提供的装置减少使用测速装置进行测量时外界环境光的干扰因素对测速装置测量结果的准确度和测速装置响应的影响；同时测量过程中测速装置不受外形不规则弹射体在探测区域内运动时由于弹射体外形棱角等反射的光对测量结果的影响；速度测量装置能够测量到更小直径的弹射体的运动速度。置能够测量到更小直径的弹射体的运动速度。置能够测量到更小直径的弹射体的运动速度。


技术研发人员：陈金明 彭睿 凌永光 韦志坚 麦志颛
受保护的技术使用者：广州计量检测技术研究院
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/3