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一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置的制作方法

作者:admin      2022-08-31 16:27:25     354



测量装置的制造及其应用技术1.本技术属于结构部件冲击测试技术领域,特别涉及一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置。背景技术:2.气炮由储气罐、压缩管和发射管、实验舱等部分组成,采用高压气体推动重活塞压缩驱动气体至高温高压状态,驱动气体使膜片破裂并推动弹丸使弹丸获得较高的飞行速度,其弹丸出口速度通常大于1.5km/s。考虑到超高速弹丸头激波后的高压、高温气流伴随着复杂的物理化学反应和强烈自发光效应,因此,尽管弹丸出口速度的实时和精确测量技术得到较快发展,但仍未得到彻底解决。3.现有的一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置,由激光器、反射镜、透镜、干涉仪、相机和信号处理单元构成,通过光学干涉法实现弹丸速度的测量,但是这种方法设备造价昂贵、调试复杂,难以适应发射管出口受限的空间和恶劣测试环境,此外采用多普勒效应完成数据处理,繁琐复杂,使用条件大大受限。4.因此,如何简单高效地对弹丸速度进行测量是一个需要解决的问题。技术实现要素:5.本技术的目的是提供了一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置,以解决现有技术中用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置复杂、测量效率低的问题。6.本技术的技术方案是:一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置,包括弹丸、入射光纤、反射光纤、氙灯、测速电路和示波器;所述入射光纤包括第一入射光纤和第二入射光纤,所述反射光纤包括第一反射光纤和第二反射光纤,所述第一入射光纤和第一反射光纤成对设置,所述第二入射光纤和第二反射光纤成对设置,所述弹丸射出后的路径先经过第一入射光纤和第一反射光纤,而后经过第二入射光纤和第二反射光纤,所述氙灯与第一入射光纤和第二入射光纤相连,所述测速电路与第一反射光纤和第二反射光纤相连,所述第一入射光纤、第二入射光纤能够向弹丸发出光信号,所述第一反射光纤和第二反射光纤能够接收弹丸表面的漫反射光线,所述示波器与测速电路之间连接第一电缆。7.优选地,还包括光纤座,所述光纤座上开设有ch1通道和ch2通道,所述第一入射光纤和第一反射光纤设于ch1通道内,所述第二入射光纤和第二反射光纤设于ch2通道内。8.优选地,所述测速电路包括直流电源、开关、光敏二极管、光路连接件、第一光敏二极管、第二光敏二极管和放大电路;所述直流电源的正极与开关相连,所述光路连接件与第一反射光纤和第二反射光纤相连,所述第一光敏二极管和第二光敏二极管并联设置,所述第一光敏二极管串联连接有第一电阻,所述第二光敏二极管串联连接有第二电阻,所述第一光敏二极管和第二光敏二极管的负极均与开关相连,所述第一光敏二极管通过第三光纤与光路连接件相连,所述第二光敏二极管通过第四光纤与光路连接件相连,所述放大电路的输入端与第一电阻和第二电阻相连,所述放大电路的输出端与示波器相连。9.优选地,还包括指示灯,所述指示灯连接于电源和放大电路之间。10.优选地,所述弹丸表面镀铬。11.本技术的一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置,包括弹丸、入射光纤、反射光纤、氙灯、测速电路和示波器;入射光纤包括第一入射光纤和第二入射光纤,反射光纤包括第一反射光纤和第二反射光纤,第一入射光纤和第一反射光纤成对设置,第二入射光纤和第二反射光纤成对设置;测量时,入射光纤发出光信号,照射到弹丸上,在弹丸漫反射后由反射光纤接收,感应弹丸的位置,并标记时间,通过示波器形成光信号随时间变化曲线,第一入射光纤和第二入射光纤两个测点的间距除以两通道电压随时间变化曲线的时间差,可计算弹丸出口平均速度。具有结构简单、测量范围大、占用空间小、可用性大大增强的优势。附图说明12.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。13.图1为本技术整体结构示意图;图2为本技术测速电路示意图。14.1、弹丸;2、第一入射光纤;3、第一反射光纤;4、氙灯;5、测速电路;6、示波器;7、第一电缆;8、第二反射光纤;9、第二入射光纤;10、光纤座;11、指示灯;12、直流电源;13、开关;14、第一光敏二极管;15、第三光纤;16、光路连接件;17、第四光纤;18、第二光敏二极管;19、第一电阻;20、第二电阻;21、同轴电缆;22、放大电路。具体实施方式15.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。16.一种用于飞机结构冲击试验的气炮冲击测试装置,如图1所示,包括弹丸1、入射光纤、反射光纤、氙灯4、测速电路5和示波器6。弹丸1表面受光时,会发生漫反射。优选地,弹丸1表面镀铬,可增强弹丸1漫反射的光强,实现弹丸1的标记,弹丸1由气炮发射管射出。17.入射光纤包括第一入射光纤2和第二入射光纤9,反射光纤包括第一反射光纤3和第二反射光纤8,第一入射光纤2和第一反射光纤3成对设置,第二入射光纤9和第二反射光纤8成对设置,弹丸1射出后的路径先经过第一入射光纤2和第一反射光纤3,而后经过第二入射光纤9和第二反射光纤8,氙灯4与第一入射光纤2和第二入射光纤9相连,测速电路5与第一反射光纤3和第二反射光纤8相连,第一入射光纤2、第二入射光纤9能够向弹丸1发出光信号,第一反射光纤3和第二反射光纤8能够接收弹丸1表面的漫反射光线,示波器6与测速电路5之间连接第一电缆7。18.测量时,先打开氙灯4,使得第一入射光纤2和第二入射光纤9发出入射光,当弹丸1从气炮发射管射出后,先运动到第一入射光纤2和第一反射光纤3处,第一入射光纤2发出入射光,入射光在弹丸1表面发生漫反射,而后由第一反射光纤3接收反射光,反射光沿着第一反射光纤3发送至测速电路5内,形成回路,测速电路5将接收的光信号转化为电压信号并检测,通过示波器6记录光信号随时间变化曲线。19.随着弹丸1沿着指定路径继续运动,运动到第二入射光纤9和第二反射光纤8处,第二入射光纤9发出入射光,入射光在弹丸1表面发生漫反射,而后由第二反射光纤8接收反射光,反射光沿着第二反射光纤8发送至测速电路5内,形成回路,测速电路5将接收的光信号转化为电压信号并检测,通过示波器6记录光信号随时间变化曲线。20.用第一入射光纤2和第二入射光纤9两个测点的间距除以两通道电压随时间变化曲线的时间差,可计算弹丸1出口平均速度。通过利用光反射原理实现高速弹丸1测速,具有结构简单、测量范围大、价格便宜、容易操作、占用空间小、可用性大大增强的优势。21.优选地,还包括光纤座10,光纤座10上开设有ch1通道和ch2通道,第一入射光纤2和第一反射光纤3设于ch1通道内,第二入射光纤9和第二反射光纤8设于ch2通道内。也即是通过ch1与ch2测点间距除以两通道电压随时间变化曲线的时间差,可计算弹丸1出口平均速度。光纤座10的设置保证了光信号发出与接收的稳定性。22.如图2所示,优选地,测速电路5包括直流电源12、开关13、光路连接件16、第一光敏二极管14、第二光敏二极管18和放大电路22;直流电源12的正极与开关13相连,光路连接件16与第一反射光纤3和第二反射光纤8相连,第一光敏二极管14和第二光敏二极管18并联设置,第一光敏二极管14串联连接有第一电阻19,第二光敏二极管18串联连接有第二电阻20,第一光敏二极管14和第二光敏二极管18的负极均与开关13相连,第一光敏二极管14通过第三光纤15与光路连接件16相连,第二光敏二极管18通过第四光纤17与光路连接件16相连,放大电路22的输入端与第一电阻19和第二电阻20相连,放大电路22的输出端通过同轴电缆21与示波器6相连。23.第一反射光纤3和第二反射光纤8通过光路连接件16进入到光路连接件16,由光路连接件16将光信号分别传输至第一光敏二极管14和第二光敏二极管18内,并分别通过第一电阻19和第二电阻20形成分压,经过放大电路22将信号放大后输入至示波器6内,示波器6利用数据采集卡和软件记录分压信号,可得到光信号随时间变化曲线,测量高效稳定。24.采用光电二极管输出电压随时间变化曲线的上升沿(ns量级)测量高超声速弹丸1速度,可以实现低速弹丸1速度和高速弹丸1速度的测量。25.采用光电二极管和光反射原理实现高速弹丸1测速,测量精度高、信号抗干扰能力强。26.优选地,还包括指示灯11,指示灯11连接于电源和放大电路22之间,指示灯11用于指示打开闭合时,测速电路5是否处于正常工作状态。27.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。









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