1. 工作原理

1. 光幕形成：

• 使用多組激光發(fā)射器和接收器（或反射鏡）組成平行或交叉的激光束陣列，形成密集的二維或三維光幕區(qū)域。

• 典型光幕密度：10~100條激光束/cm2（取決于測速精度需求）。

2. 信號(hào)觸發(fā)與計(jì)時(shí)：

• 當(dāng)被測物體穿過光幕時(shí)，遮擋部分激光束，接收端檢測到光強(qiáng)變化并生成脈沖信號(hào)。

• 通過測量物體穿過兩個(gè)或多個(gè)平行光幕的時(shí)間差（Δt），結(jié)合光幕間距（Δs），計(jì)算速度：

  
  

  $$?=\frac{\mathrm{\Delta }?}{\mathrm{\Delta }?}$$

  v=ΔtΔs

3. 抗干擾設(shè)計(jì)：

• 采用紅外激光（如905 nm波長）降低環(huán)境光干擾，或通過調(diào)制激光頻率（如脈沖編碼）區(qū)分背景噪聲。

2. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

 3.3系統(tǒng)組成

• 激光發(fā)射模塊：

• 半導(dǎo)體激光器（LD）陣列，波長通常為650 nm（可見光）或905 nm（紅外）。

• 功率范圍：1~100 mW（需符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 60825）。

• 光電接收模塊：

• 光電二極管（PIN）或雪崩光電二極管（APD），響應(yīng)時(shí)間≤1 ns。

• 集成信號(hào)調(diào)理電路（放大、濾波、閾值觸發(fā)）。

• 信號(hào)處理單元：

• 高速計(jì)時(shí)器（分辨率≤1 ns），如時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）。

• 多通道同步采集（如8~32通道）。

• 機(jī)械結(jié)構(gòu)：

• 剛性支架（防振動(dòng)偏移），可調(diào)節(jié)光幕間距（例如50~500 mm）。

4. 應(yīng)用場景

(1) 彈丸初速度測試

• 彈丸初速測量：

• 雙光幕靶間距0.5~2 m，測速精度±0.5%（如7.62 mm測速誤差≤5 m/s）。

• 需抗沖擊設(shè)計(jì)（如裝甲鋼外殼）。

• 破片速度分布：

• 多光幕陣列（如正交光幕）結(jié)合高速相機(jī)，重建破片三維速度場。

(2) 工業(yè)檢測

• 生產(chǎn)線物體分揀：

• 單光幕靶檢測物體存在性，雙光幕靶計(jì)算運(yùn)動(dòng)速度（如傳送帶零件檢測）。

(3) 安全防護(hù)

• 入侵物體監(jiān)測：

• 激光光幕覆蓋區(qū)域（如機(jī)場周界），實(shí)時(shí)檢測拋射物速度與軌跡。

5. 選型與挑戰(zhàn)

選型建議

• 高速彈道測試：

• 選擇多光幕冗余系統(tǒng)（如四光幕靶），量程≥2000 m/s，精度±0.2%。

• 典型型號(hào)：中國兵器工業(yè)集團(tuán)的BPS系列（量程0~3000 m/s，精度±0.1%）。

• 低成本場景：

• 單光幕靶+高速相機(jī)組合，如德國InnoLas的LSS-200（量程1~2000 m/s）。

技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

• 多物體干擾：

• 采用多波長激光或編碼光幕（如時(shí)分復(fù)用），區(qū)分不同物體信號(hào)。

• 環(huán)境干擾：

• 自適應(yīng)閾值算法+窄帶光學(xué)濾波片（如帶寬±2 nm）。

• 高速數(shù)據(jù)同步：

• 基于GPS或IEEE 1588協(xié)議的多設(shè)備時(shí)鐘同步（誤差≤10 ns）。