一種光敏面靶的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光敏面靶，用于高速碰撞試驗過程中對飛行物體進行測量和分析，屬于碰撞試驗設備領域。
【背景技術】
[0002]現有技術中對碰撞試驗進行測量和分析的系統并不多，例如:
[0003]現有技術一:專利申請號為201410441054.1公開的名稱為《一種新型的滾石沖擊碰撞試驗系統》的實用新型申請，其本身采用了加載架、加載電機、絲桿升降機、測力傳感器、彈簧加載套、導向套、彈簧導向桿、彈簧、試件加載頭、試件夾具、氣缸、試件碰撞板、支架和高速攝像機等設備，其數據采集主要依靠高速攝像機采集圖像，而且由于滾石本身速度并不高，所以據實用新型人推斷，該系統不能應用于高速飛行物體的碰撞試驗的數據采集工作。
[0004]現有技術二:專利申請號為201410195084.9公開的名稱為《軌道車輛實車對撞試驗系統》的實用新型申請，采用安裝有專用軟件的中央控制臺、發射器和擺放在同一鋼軌上實車和模擬車等結構，模擬車面向實車的一端從外到內順序安裝勻力板和測力傳感器陣列，該端部側面懸臂安裝撞擊測速裝置和高速攝影裝置；在撞擊試驗過程中:模擬車靜止，發射器在有效行程內對實車進行加速，實車經過一定距離的無動力自由滑行后與靜止在軌道上的模擬車發生碰撞，實車自由滑行的距離至少為發射器有效行程的1.1倍；實車與模擬車發生碰撞時的試驗撞擊速度為設定撞擊速度的1-2倍，最低的試驗撞擊速度不低于每小時25公里；給模擬車配置發射器后，能夠實現在同一軌道上兩運動物體的相向或追尾的撞擊試驗。在該試驗系統進行試驗的過程中，其采用高速攝影裝置與測力傳感器陣列進行數據采集，技術方案本身不能對飛行的物體進行數據采集，而且其技術方案也不涉及對飛行物體的位置數據進行測量，也不能識別出飛行物體穿越激光面靶的瞬時位置。
[0005]現有技術三:專利申請號為201410432159.0公開的名稱為《一種具有聲光復合定位自動報靶的射擊訓練裝置》的實用新型申請，其主要采用有靶架本體(1)、靶標(2)、激光光源(3)、光敏感器(4)、聲波傳感器(5)和聲光復合信號處理電路板(6)。靶標(2)置于靶架本體(I)的前面板上，聲波傳感器(5)安裝在靶架本體(I)的四周，激光光源(3)安裝在靶架本體(I)的上面板或者下面板，光敏感器(4)安裝在激光光源(3)的掃描范圍里。該實用新型采用了聲波與激光光幕相結合的自動報靶方式，聲波覆蓋全部靶標的定位，激光光幕覆蓋使用率最高的光-聲重疊區域定位，取長補短，能保證在靶標損耗的情況下不漏報，報靶精度高。但該技術方案并不涉及對面靶的改進和設計，所以仍有進一步改進的空間。
[0006]現有技術四:專利號為201020613673.1公開的名稱為《一種監測橋梁結構相對位移的激光裝置》的實用新型專利，由多個相鄰的箱體組成，每個箱體由一基座固定于監測點底部，箱體外部是封裝罩，在箱體內部基座下方固定一個雙向鉸鏈，雙向鉸鏈連接一根連桿，連桿下方連接一夾具，夾具夾住一個激光發射器，激光發射器對準封裝罩前面板的通孔，前面板的通孔對準相鄰箱體封裝罩背板上的激光標靶，標靶上有光敏傳感器接收激光發射器信號。本實用新型的優點是結構簡單，傳感誤差易控制；被測量的兩點之間不需要任何連接，布設方便；能夠直接測量結構上滿足通視條件的任意兩點之間的相對位移；監測數據的實時與同步性。但與現有技術三一樣，該激光裝置的技術方案并不涉及對面靶的改進和設計。
【實用新型內容】
[0007]為了能夠識別出高速碰撞試驗中飛行物體的穿越面靶時的穿越位置，本實用新型提供了一種光敏面靶。
[0008]為達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來具體實現:
[0009]一種光敏面靶，包括外框、激光發射和接收陣列、信號采集與處理設備，其中所述激光發射和接收陣列至少為兩組，并且兩組激光發射和接收陣列之間交叉布置在所述外框上，每組所述激光發射和接收陣列的激光接收端與所述信號采集與處理設備連接。
[0010]所述激光發射和接收陣列位于同一平面上。
[0011]所述激光接收端是由若干個激光接收元件并排組成的光敏元件，每個激光接收元件能夠在接收到激光束照射后產生光敏信號以高電平輸出，在沒有接收到激光束照射時輸出低電平，每個激光接收元件的輸出信號送入所述信號采集與處理設備。
[0012]所述激光接收端的光敏器件可以采用光敏電阻，例如光敏傳感器PT550A5C。
[0013]進一步的，所述外框采用矩形設計，矩形結構是外框的最優方案。
[0014]進一步優選的，兩組所述激光發射和接收陣列安裝在外框的兩組對邊上。
[0015]更進一步優選的，兩組所述激光發射和接收陣列垂直交叉布置。
[0016]進一步的，所述外框采用六邊形設計，優選為正六邊形，三組所述激光發射和接收陣列安裝在六邊形結構的三組對邊上。
[0017]外框采用正六邊形時，三組所述激光發射和接收陣列呈60°夾角交叉布置。
[0018]所述信號采集與處理裝置對接收到的信號進行放大、調制和處理之后以數字形式輸出。
[0019]所述信號采集與處理裝置包括:光敏器件、放大調理板、主控單片機、無線信號發射板等，其中每個所述光敏器件輸出電流至放大調理板，經過放大調理板的放大和調理后的電流信號輸送至主控單片機，再由所述主控單片機處理后發送給無限信號發射板。
[0020]每組所述激光發射和接收陣列由激光發射端和激光接收端組成，所述激光發射端的激光發射元件與所述激光接收端的激光接收元件一一對應，并且所述激光發射元件、所述激光接收元件間隔均勻分布。
[0021]在高速碰撞試驗中，采用激光面靶作為高速碰撞試驗中飛行物體的靶目標，當飛行物體穿越激光面靶的光學靶面時，橫縱交織的激光光束部分阻斷，被阻斷的激光束對應的激光接收元件輸出低電平，未阻斷的激光束對應的激光接收元件輸出高電平，從而使信號采集與處理設備接收到的信號發生變化，計算機接收到信號采集與處理設備的輸出信號后，進而識別出飛行物體穿越激光面靶的瞬時相對位置。
[0022]本實用新型具有以下有益效果:通過簡單的結構框架即可實現對高速碰撞試驗中飛行物體的著靶位置、飛行速度和飛行方向進行檢測。
[0023]一種利用所述光敏面靶測量物體著靶位置的方法，采用至少一個所述光敏面靶，所述光敏面靶的激光接收端均連接到所述信號采集與處理設備，并且所述信號采集與處理設備上集成有計時器，當有飛行物體穿過所述光敏面靶時，記錄穿越時間tl，同時記錄飛行物體穿越所述光敏面靶的瞬時相對位置數據X1、yl，測定所述光敏面靶的中心位置X、y，通過這些數據計算得到飛行物體的著靶位置。
[0024]一種利用所述光敏面靶測量物體飛行方向和速度的方法，采用至少兩個所述光敏面靶，兩個所述光敏面靶間隔設置在同一直線上并且兩個所述光敏面靶的表面平行，兩個所述光敏面靶的激光接收端均連接到所述信號采集與處理設備，并且所述信號采集與處理設備上集成有計時器，當有飛行物體先后穿過兩個所述光敏面靶時，分別記錄時間tl和t2，同時記錄飛行物體穿越兩個光敏面革E的瞬時相對位置數據xl、yl、x2、y2，測定兩個所述光敏面靶之間的距離L，通過這些數據計算得到飛行物體的飛行速度和飛行方向。
[0025]由于飛行物體一般會遠大于光敏面靶上相鄰兩個激光發射和接收單元之間的距離，在進行判斷xl、yl、x2、y2時，根據飛行物體的首次觸發值進行計算。
[0026]上述測量方法，可以實現對飛行物體的著靶位置、飛行速度和飛行方向進行測定，框架結構簡單，易于實現，并且可以保證測量的精度。
【附圖說明】
[0027]下面根據附圖和實施