[其他]光電式速度測量裝置

無效

• 申請號: 87212647
• 申請日: 1987-12-17
• 公開（公告）號: CN87212647U
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 張拯
• 申請（專利權）人: 空軍第一航空技術專科學校
• 主分類號: G01P3/64
• 分類號: G01P3/64
• 代理公司: 國防專利事務所
• 代理人: 劉壽椿,胡永貴

本實用新型是一種非接觸的光電式測量速度的裝置，用于測量物體的速度，特別適用于測量各種車輛的速度、運動員的賽跑速度，各種輕武器彈丸和火炮炮彈的飛行速度、也適用于測量物體微小運動的速度。

現有的速度測量采用的有多普勒測速雷達，其設備復雜，且使用范圍有限。歐洲專利EP－0126423公布的輕武器彈丸速度測量裝置包括有光學信號接收裝置、信號處理裝置及顯示器等，光學接收裝置有兩個分立的光學元件放在箱體內，箱體有一防護蓋板把光學接收元件同彈丸彈道隔開，蓋板有兩個光柵作為進光孔，每個接收元件各自對應一個進光孔，進光孔之間有一定的距離，蓋板與彈道平行，測量時裝置放在槍口附近，進光孔對準彈道，彈丸飛過進光孔，光學接收元件有一響應信號，該信號經過處理后加給顯示器給出測量結果。由于兩個接收元件要求有一定距離，不可能做得很小，使用時靠近槍口和彈道，仍有一定的危險性。

本實用新型的目的是要提供一種新的速度測量裝置，測量速度范圍從0.01毫米／分－1000米／秒，可以遠離被測物體操作。

本實用新型的目的是這樣實現的：利用光學成像技術和光電轉換技術相結合的方法制作一種測量裝置，該裝置由光學接收裝置、信號處理裝置以及測量結果的顯示裝置三部分組成。成像裝置內成像處不用攝影膠片作為物像的記錄載體，而是用光電池片代替攝影膠片作為光電轉換器件，將被測物體的運動參量的光學信號轉換成電信號。測量時被測物體的物像遮擋光電池片，從而引起光電池片的輸出電流發生變化，電流變化信號經處理裝置處理后送給顯示裝置，給出測量結果。

本實用新型因采用靈敏度高的光電池片采集信號，微型計算機處理，所以精度高、測量范圍大、操作簡便、成本低、且可以制造得較小。

實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。

圖1速度測量裝置系統方塊圖

圖2速度測量裝置原理圖

圖3帶有兩塊光電池的速度測量裝置觀察窗示意圖

圖4兩塊光電池片的輸出脈沖電流波形圖

圖5任意距離速度測量裝置示意圖

圖6規則外形的物體微小速度測量時，光電池片的工作示意圖

圖7不規則外形的物體微小速度測量時，光電池片的工作示意圖

從圖1所示的方塊圖可知，該光電式速度測量裝置主要由光學接收裝置，信號處理裝置和顯示裝置三部分組成。信號處理裝置包括信號放大器7，比較器整形電路8，微處理機9，時鐘信號發生器10，顯示裝置采用數字顯示器11。實施本發明的光學接收裝置包括光學成像裝置和光電轉換裝置。光學成像裝置主要包括成像透鏡2，觀察物像清晰度用的毛玻璃即觀察窗3，調焦機構5，鏡箱6，光電轉換裝置則采用光電池片4a和4b。從圖3可知，兩塊光電池片之間的間隔為M。光電池片可以采用硅材料制造的也可采用其它材料制造的。觀察物像清晰度用的觀察窗3上刻有校準刻度線14，光電池片4a和4b的同側邊分別與校準刻度線14a和14b相重合。光學接收裝置可以制成包括有上述元件的專用鏡箱，也可用改裝的普通照相機。

圖2中U代表物距，V為像距。

被測物體1經過透鏡2聚焦成像在觀察物像清晰度用的觀察窗3上，觀察窗3上放有兩塊光電池片4a和4b，見圖3。當物體1運動時物像也在觀察窗3上移動，物體1的前端到達B點時物像的前端移到B1點，繼續移動，光電池片4a被遮擋，引起光電池片4a的輸出電流下降。當物體1的末端離開C點時物像離開C1點，物像移出光電池片4a，光電池片4a的輸出電流又恢復正常。物體1的前端到達D點時物像移到D1點，繼續移動，遮檔光電池片4b，同樣引起光電池片4b的輸出電流下降，物體1末端到達E點時物像移到E1點，物像末端離開光電池片4b，光電池片4b的輸出電流恢復正常。形成兩個脈沖電流。光電池4a和4b的輸出脈沖電流波形如圖4所示。該脈沖信號經信號放大器7放大后，輸入比較器8整形成方波脈沖。此時光電池片4a和4b的輸出信號波形各自有下降沿。光電池片4a和4b輸出脈沖電流下降沿對應點之間的時間差△T與△T時間內物體1通過的距離Lbd之比即為物體1在△Tbd時間內的平均運動速度。以下降沿B1和D1為例，物體1到達B點時光電池片4a輸出電流開始出現B1下降沿，到達D點時光電池片4b輸出電流出現D1下降沿，則有

Vbd＝ (Lbd)/(△Tbd)

式中Lbd為物體1由B點到D點走過的距離，△Tbd為物體1由B點到達D點所需時間，Vbd為物體1由B點到達D點的平均速度。