基于爆炸火光光谱分析的大当量爆炸场破片速度测试方法研究
本文关键词:基于爆炸火光光谱分析的大当量爆炸场破片速度测试方法研究 出处:《光谱学与光谱分析》2016年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了解决战斗部爆炸过程中,因爆炸物当量较大造成爆燃火球持续时间长,覆盖面积大,近场位置破片速度参数难于获取的问题,提出一种以激光光幕为有效传感区域的光电收发一体的测试方法。通过分析三种不同类型战斗部爆炸火光特征光谱分布可知,在0.3~1.0μm波段内火光相对光强度较低。以此为依据,采用定距测时原理和原向反射技术,由固体激光器、菲涅尔透镜、窄带滤光器、高速光电传感器等关键光学元件构建破片速度参数获取的光学系统。系统光路收发一体,结构紧凑,窄带滤光片与激光光源配合使用避开火光光谱,有效抑制背景光的干扰。采用该系统进行了不同型号、当量的战斗部静爆破片速度参数测试现场实验,通过美国NI数据采集系统记录数据并对信号进行去噪和识别,成功获取了较高信噪比的波形信号。实验结果表明:本方案可完成爆心10~15 m附近破片速度的准确测试,最小可测破片尺寸为4mm,获取破片速度可达1 200m·s-1,与靶板测试结果对比可知捕获率优于95%。由于采用菲涅尔透镜形成矩形光幕,光幕上下的光强分布一致,水平方向光强均匀度达到80%以上,因此系统还可初步区分预制破片速度与尺寸的对应关系。
[Abstract]:In order to solve the process of warhead explosion, causing explosion fireball lasted for a long time due to the explosion equivalent is large, large coverage area, the speed and position of fragment parameter near field it is difficult to obtain the problem, put forward a kind of laser screen for optical transceiver with effective sensing area of the test method. Through the analysis of three different types of warhead explosion fire characteristics the spectral distribution of the 0.3~1.0 in the M band the relative light intensity is low. On this basis, using the distance measurement principle and retroreflector technology by solid-state laser, Finel lens, narrowband filter, the optical system construction obtained fragment velocity components of the key optical high speed photoelectric sensor optical system. Transceiver, compact structure, narrow band filter and laser light with the use of fire to avoid spectrum, effectively suppress the interference of background light. The different types of the system equivalent The static field test of blasting parameters of the warhead, through the NI data acquisition system to record the data and signal denoising and recognition, the successful acquisition of waveform signals with high SNR. The experimental results show that this scheme can achieve accurate test of blasting 10~15 near m fragment velocity, minimum detectable fragments the size of 4mm, obtain the fragment velocity of up to 1 200m - s-1, and the test results comparing the target capture rate is better than that of 95%. due to the use of a Finel lens formed rectangular screen, light intensity on the distribution of the horizontal direction, intensity uniformity of more than 80%, so the correspondence system can also distinguish between the initial velocity and the size of prefabricated fragments.
【作者单位】: 中北大学电子测试技术重点实验室;中北大学信息与通信工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(1304289) 电子测试技术重点实验室基金项目(9140C12040515X)资助
【分类号】:O657.3;TQ560.72
【正文快照】: 引言破片的速度是衡量战斗部杀伤效能的重要指标之一。目前文献报道的测试手段如网靶、梳状靶等方法存在测试过程繁琐、测试精度不高、重复性差等诸多不足[1-3]。采用激光光幕为核心传感区的破片速度测试系统具有精度高、重复性好、全天候等优点,成为战斗部爆炸场破片速度测试
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