[发明专利]水下弹体的电磁感应测速装置

说明书

技术领域

本发明涉及水下弹体的电磁感应测速装置，一种利用电磁感应线圈靶实现高速水下弹体速度测试的装置，属于高速水弹道学和水中兵器技术领域。

背景技术

水的密度约为空气密度的800多倍，粘滞系数约为空气的100倍，高速弹体在水下运动时所受阻力非常大，弹体在水下的速度保持能力低，表现为在很短的运动距离上，弹体的速度衰减严重。同时，高速弹体在水下运动时经常伴随着超空泡、尾流、冲击波和噪声等低速弹道没有的现象，这些复杂的弹道特征都给高速水下弹体的速度测试带来一定困难。

由于水介质特性与空气介质特性的巨大差别，很大空气弹道中已经规范化的速度测试方法都难以在水下应用。水介质具有一定的导电性，海水中富含导电离子，导电性较强，通断靶这类测速装置受到水介质导电性的影响可能会非正常导通，不能用于高速水下弹体速度的测试；高速弹体在水下运动时经常伴随着超空泡，锡箔靶等接触性测速装置会引起超空泡形态的改变或导致空泡脱落，改变高速弹体的弹道特性，因而也无法用于测试高速水下弹体的速度；水介质对光线具有吸收和散射作用，光的能量随传播距离的增加衰减较为严重，光幕靶、线阵CCD测速系统和高速摄影这类光学测速装置由于受到光线衰减的影响，用于测试高速弹体的速度时效果欠佳，在含杂质较多、水质混浊的测试环境中光学测速装置基本不能应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决在复杂水域中高速水中弹药的速度难于测试、现有水下测速装置的测试精度较低的问题，提出了水下弹体的电磁感应测速装置，是一种利用电磁感应原理测试高速水中弹药速度的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的水下弹体的电磁感应测速装置，该装置包括电磁感应装置、信号处理电路和示波器；

电磁感应装置包括线圈靶8和靶架9，线圈靶8固定在靶架9上；线圈靶8包括壳体和线圈2，壳体由内环3、外环5、上连接板4和下连接板6组成，内环3为空心柱体，内环3上绕制线圈2，外环5置于内环3的外侧，上连接板4在壳体的顶端，下连接板6在壳体的底端；线圈2密封在内环3、外环5、上连接板4和下连接板6组成的空间内；外环5上有2个导线孔1，用于引出导线；上连接板4和下连接板6的四周有定位孔7，用于将线圈靶8固定在靶架9上；线圈靶8壳体的连接处利用密封胶进行密封，防止水介质进入壳体内部；

线圈2为一定匝数的漆包线，线圈2绕制均匀、一致性良好，其直径满足不干扰测试弹体周围的超空泡形态和水介质的高速流动，线圈2的匝数满足磁化弹体通过时产生足够强度的感应电动势信号；

线圈2的直径为15～25cm，线圈2匝数为100～200匝。

信号处理电路包括滤波电路10和放大电路11，滤波电路10能滤除由于水介质特性影响引起的感应电动势信号中的高频、杂波信号，放大电路11能实现对感应电动势信号适当倍数的放大。滤波电路10包括电阻R₁和电容C₁、电容C₂，电阻R₁前端接输入信号，后端接电容C₁、电容C₂的一端以及运算放大器的反相输入端，电容C₁、电容C₂的另一端接地；放大电路11包括运算放大器、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄和电阻R₅和电容C₃、电容C₄，运算放大器的反相输入端接滤波处理后的信号，正相输入端接电阻R₂，电阻R₂的另一端接地，运算放大器的引脚7接电容C₃和电阻R₃，电容C₃和电阻R₃并联，电容C₃的另一端接地，电阻R₃的另一端接正向电源V_cc，运算放大器的引脚4接电容C₄和电阻R₄，电容C₄和电阻R₄并联，电容C₄的另一端接地，电阻R₄的另一端接负向电源V_EE，电阻R₅为可变电阻，其一端接运算放大器的输出端，另一端接运算放大器的反相输入端，实现输出信号的负反馈，起到反相放大信号的作用。

示波器的型号为TST3406，具有实时地的显示和记录功能。