[发明专利]膛内弹丸速度测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种膛内弹丸速度测量系统，其特征在于，包括连续激光器(1)，所述连续激光器(1)的出射光侧依次同轴设置有第一反射镜(2)，长焦透镜组(3)和第二反射镜(4)，其中第一反射镜(2)中间带孔；第一反射镜(2)的反射光路上设置有缩径透镜组(6)；在缩径透镜组(6)一侧设置有鉴频及光学探测组件，所述鉴频及光学探测组件依次包括同轴设置的窄带滤光片(7)、固定腔Fizeau干涉仪(8)、平凸透镜(9)、柱面透镜(10)和条纹相机(11)，所述条纹相机(11)与信号处理单元(12)连接。

2.一种膛内弹丸速度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、连续激光器(1)发射的激光经过第一反射镜(2)中间的小孔，垂直通过长焦透镜组(3)后入射到第二反射镜(4)上，通过对长焦透镜组(3)和第二反射镜(4)的调节，激光引入试验场区并水平入射到膛内弹丸(5)上；

步骤二、弹丸(5)的反射散射光通过第二反射镜(4)、长焦透镜组(3)和第一反射镜(2)进行反向采集，调节长焦透镜组(3)，使第一反射镜(2)反射的光线形成近平行光束入射到缩径透镜组(6)中，调节缩径透镜组(6)，使经过窄带滤光片(7)的光线大部分平行正入射进入Fizeau干涉仪(8)；

步骤三、光进入Fizeau干涉仪(8)后，在平凸透镜(9)的焦平面处形成二维等厚干涉的线条纹，柱面凸透镜(10)对平行于条纹方向的光线进行聚焦，将二维线条纹转变为一维线条纹，由条纹相机(11)捕获，信号处理单元(12)得到条纹位置随时间的变化关系，反演出多普勒频移，进而根据多普勒理论可以反演出弹丸的瞬时速度

其中：多普勒频移为Δν_DOP，弹丸运动速度为V，c为激光在空气中的传播速度，激光的出射频率为ν₀，波长为λ₀。