專利名稱:導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械電子領(lǐng)域，主要涉及導(dǎo)爆索爆速測(cè)試技術(shù)，具體地說是一種基于 多模光纖探針的導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試方法及裝置。
背景技術(shù)：
導(dǎo)爆索是以炸藥為藥芯，將防濕劑涂在表面而制成，又稱傳爆線，是以一定爆速傳 遞爆轟波的工業(yè)火工品，是可靠的非電起爆器材，適合于起爆作業(yè)。當(dāng)導(dǎo)爆索端部的炸藥 芯受到一定強(qiáng)度的爆炸沖擊能刺激時(shí)，即被引爆，爆轟以一定的速度沿著藥芯傳播，當(dāng)?shù)竭_(dá) 末端時(shí)，爆轟完畢，輸出一定強(qiáng)度的沖擊波，用以引爆其它炸藥。導(dǎo)爆索爆炸時(shí)爆轟波傳播 的速度稱為爆速，平均爆速大于6500m/s。在所有爆轟參數(shù)中，導(dǎo)爆索的爆速是最重要的參 數(shù)，因?yàn)檠b藥條件一定時(shí)，炸藥爆速的大小基本上可以反映炸藥能量的大??；炸藥對(duì)周圍介 質(zhì)的粉碎能力主要取決于它的爆速；知道了炸藥的爆速，使可以求出爆轟波的其它參數(shù)。由 于產(chǎn)品的特殊性，每批次的導(dǎo)爆索都需要進(jìn)行爆速測(cè)量。
目前，導(dǎo)爆索爆速的測(cè)定方法有導(dǎo)線探針法和光電法等。導(dǎo)線探針法的基本原理 是用電子計(jì)時(shí)儀直接記錄爆轟波經(jīng)過距離已知兩點(diǎn)的時(shí)間間隔，根據(jù)這個(gè)時(shí)間間隔，計(jì)算 出兩點(diǎn)間的平均爆速。電子計(jì)時(shí)儀一船是由門控單元、時(shí)標(biāo)檢查單元、計(jì)數(shù)器單元、顯示選 通單元和電源變換等單元組成。有單通道的也有多通道的。一般選用測(cè)量精度為0. Iys 晶振，基本滿足所需的時(shí)間測(cè)量范圍，但精度難以保證。導(dǎo)線探針可用0. 1-0. 3mm的漆包線 兩根絞在一起制成。測(cè)試時(shí)在導(dǎo)爆索上選定兩點(diǎn)，各插入一對(duì)探針，開始是斷開的，當(dāng)炸藥 爆炸時(shí)產(chǎn)生的爆轟波依次到達(dá)這兩點(diǎn)時(shí)。由于高溫高壓的爆轟產(chǎn)物的作用，使這一對(duì)探針 導(dǎo)通，產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過整形、處理后，根據(jù)公式距離除以時(shí)間，即可得到速度。國內(nèi)已有多 種型號(hào)基于此原理的爆速儀。如ZB-601型智能爆速儀，BSZ-I型智能單段爆速儀，KG8601 型爆速儀，BSW-3智能五段爆速儀等。此類儀器需要較高的直流或交流供電，體積較大，重 量重；另外由于爆速很快，一般都大于6500m/s，爆炸產(chǎn)生的電脈沖小于0. 1 μ s，野外試驗(yàn) 的傳輸電纜都比較長，電纜的分布電容、電感等對(duì)傳輸?shù)拿}沖電信號(hào)波形衰減影響越大，極 大地影響測(cè)試結(jié)果的精度。此外，野外試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，電磁干擾嚴(yán)重，容易造成誤操作， 急需改進(jìn)。
各種光電器件的快速發(fā)展為各種惡劣環(huán)境下參數(shù)測(cè)試提供新的技術(shù)手段。由于光 電測(cè)試方法抗電磁干擾強(qiáng)，質(zhì)量輕，速度快，性能可靠，受到越來越多的專業(yè)人士的青睞。如 英國2002頒布的導(dǎo)爆索最新測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)BS ΕΝ13630-11 :2002中增加了用光電檢測(cè)法對(duì)導(dǎo)爆 索爆速進(jìn)行測(cè)試的描述。國內(nèi)導(dǎo)爆索測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T13228-91也指出可以光電檢測(cè)方法對(duì) 導(dǎo)爆索爆速進(jìn)行測(cè)試。
中國專利公開號(hào)CN2123753U公開了一種計(jì)時(shí)法炸藥爆速檢測(cè)儀，提出用光纖的 光測(cè)法，但是信號(hào)處理電路四路并行電路，元器件采用分離器件，可靠性低，體積較大。從 公開發(fā)表文獻(xiàn)來看，國內(nèi)外都有關(guān)于探針法進(jìn)行爆速測(cè)量的報(bào)道，也有用光纖進(jìn)行爆速測(cè) 試研究的，但其結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，僅適于在實(shí)驗(yàn)室里應(yīng)用。如2000年發(fā)表在《火工品》上
3“光纖在燃速及爆速測(cè)試中的應(yīng)用”一文對(duì)光纖用于煙火藥的燃速和火工品的爆速進(jìn)行了 研究，由于受信號(hào)幅度以及光電探測(cè)器靈敏度的影響，方法中需對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大，系統(tǒng)采 用多根并聯(lián)方式比較復(fù)雜，而且顯示器件采用存儲(chǔ)示波器，完全是實(shí)驗(yàn)室裝備，不便拿到野 外可靠使用，更無法產(chǎn)業(yè)化。2001年發(fā)表在《飛行器測(cè)控學(xué)報(bào)》上“光纖傳感器及其在常規(guī) 兵器試驗(yàn)中的應(yīng)用”中報(bào)道了國外直徑為Imm的有機(jī)玻璃光纖上打多個(gè)0. 2mm洞進(jìn)行爆速 測(cè)試的內(nèi)容，其光纖探針加工工藝比較復(fù)雜，而且整個(gè)探針要深入到炸藥柱中，對(duì)于長條形 的導(dǎo)爆索野外試驗(yàn)，有一定難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述各種現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提出一種測(cè)試精度高，抗 干擾能力強(qiáng)，體積小，操作簡單，應(yīng)用范圍廣，基于光纖探針的便攜式導(dǎo)爆索光電爆速測(cè)試 方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試方法，采用探針以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索上，其特征在于 所述探針為多模光纖探針，采用N根多模光纖探針，其中N > 2，將N根多模光纖連接到多光 纖耦合連接器中，并將N根多模光纖的光信號(hào)耦合到一根輸出光纖中，既多光纖耦合連接 器有N個(gè)輸入端口與N根多模光纖連接，只有一個(gè)輸出端口與一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或 固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸入端連接，光電探測(cè)器將導(dǎo)爆索爆炸產(chǎn)生所產(chǎn)生的光信號(hào)，通 過N個(gè)多模光纖探針依次進(jìn)行收集，并在多模光纖芯內(nèi)通過全反射傳輸?shù)蕉喙饫w耦合連接 器，由N個(gè)多模光纖探針?biāo)杉墓庑盘?hào)在時(shí)間上都具有前后關(guān)系，使用一個(gè)PIN集成光電 探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器進(jìn)行分時(shí)處理，并將N個(gè)多模光纖探針的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊} 沖電信號(hào)輸送到FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊；FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)輸入脈沖電信號(hào)進(jìn)行 采樣、計(jì)算處理、控制、緩存，并將N個(gè)多模光纖探針，每兩個(gè)多模光纖探針的距離、所測(cè)時(shí) 間經(jīng)計(jì)算處理并求得平均速度，F(xiàn)PGA高速數(shù)據(jù)采集模塊將導(dǎo)爆索爆速等有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭?晶顯示屏上，并予以顯示。
導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試裝置，包括探針，其特征是還包括多光纖耦合連接器3、一 個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器4、電源5、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊6和液 晶顯示屏7 ；所述的探針為多模光纖，并且至少有兩根多模光纖探針2a、2b，所述的多模光 纖探針以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索上，所述的多模光纖探針連接一個(gè)多光纖耦合連接器， 多光纖耦合連接器通過帶尾光纖連接到一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè) 器的輸入端，PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器4的輸出端由電纜連接至FPGA 高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸入接口，F(xiàn)PGA通過AD變換器把PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍 增管探測(cè)器的輸出信號(hào)采集到FPGA處理器，處理后在液晶屏上顯示。所述的電源為充電電 池，電源給PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊和液晶 顯示屏供電。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，使用一個(gè)光電探測(cè)器就可以對(duì)多路光纖的信號(hào)進(jìn)行采 集測(cè)試，這是導(dǎo)線探針法所不可能具有的特點(diǎn)，還具有測(cè)試精度高，抗干擾能力強(qiáng)，體積小， 重量輕，操作簡單，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，即可對(duì)各種導(dǎo)爆索爆速如塑料導(dǎo)爆索，油井導(dǎo)爆所， 導(dǎo)爆管進(jìn)行測(cè)試，也可以對(duì)各種炸藥爆速進(jìn)行測(cè)試，可廣泛用于各種民用、工業(yè)爆破領(lǐng)域，
4具有推廣價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。


圖1為本發(fā)明導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為光纖傳光原理圖；
圖3為多光纖耦合連接器；
圖4為FPGA處流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試裝置，包括兩(N)根用多模光纖所制作的 多模光纖探針(N ^ 2，本說明的典型例子是以兩個(gè)多模光纖探針2a、2b為例)、多光纖耦合 連接器3、PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器4、電源5、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊 6和液晶顯示屏7。所述多模光纖探針2a、2b以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索1上，所述兩(N) 個(gè)多模光纖探針同時(shí)連接在一個(gè)多光纖耦合連接器，多光纖耦合連接器通過帶尾光纖連接 到PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸入端，PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光 電倍增管探測(cè)器的輸出端由電纜連接至FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸入接口，F(xiàn)PGA通過AD 變換器把PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸出信號(hào)采集到FPGA處理器，處 理后在液晶屏上顯示。所述電源為充電電池，電源給PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增 管探測(cè)器、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊和液晶顯示屏供電，可連續(xù)工作72小時(shí)。
本發(fā)明便攜式光纖導(dǎo)爆索爆速測(cè)試裝置的工作原理
1、首先將多模光纖探針安裝在導(dǎo)爆索1上，所述多模光纖探針2a、2b以一定的距 離插裝在導(dǎo)爆索上。在實(shí)際操作時(shí)，先用直徑為0. Imm的鋼針在導(dǎo)爆索1上相距一米的地方 各扎一個(gè)小孔；再將多模光纖2a、2b頭部用光纖鉗切斷，處理好后插入到導(dǎo)爆索內(nèi)扎好的 的孔中，最后滴少量502膠于小孔處，予以固定。另一端連接到測(cè)試裝置的后儀器面板上。
2、便攜式光纖導(dǎo)爆索爆速測(cè)試裝置上電后，啟動(dòng)導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆炸產(chǎn)生所產(chǎn)生 的光信號(hào)，通過各個(gè)多模光纖探針依次進(jìn)行收集，并在多模光纖芯內(nèi)通過全反射傳輸?shù)蕉?光纖耦合連接器；由于各個(gè)多模光纖探針?biāo)杉膬蓚€(gè)光信號(hào)在時(shí)間上的具有前后關(guān)系， 使用一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器可以分時(shí)探測(cè)，將各個(gè)多模光纖探 針的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號(hào)輸送到FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊(FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊的 晶振頻率為100MHz)；
3、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)輸入脈沖電信號(hào)采樣、計(jì)算處理、控制、緩存，并將多 模光纖探針的距離、采樣時(shí)間、所測(cè)和經(jīng)計(jì)算處理的導(dǎo)爆索爆速等有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕э@ 示屏上,并予以顯示。
本發(fā)明便攜式光纖導(dǎo)爆索爆速測(cè)試裝置中各個(gè)部分的配置、功能和作用分別描述 如下
1、導(dǎo)爆索1是以猛炸藥為藥芯，將防濕劑涂在表面而制成，又稱傳爆線，是以一定 爆速傳遞爆轟波的工業(yè)火工品，是可靠的非電起爆器材，適合于起爆作業(yè)。普通導(dǎo)爆索爆炸 時(shí)爆轟速度快、爆溫高，適用于一般露天和無沼氣、煤塵爆炸危險(xiǎn)等爆破作業(yè)場(chǎng)所。而經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的煤礦用型導(dǎo)爆索則可用于煤礦井下的特殊爆破作業(yè)。常用于同時(shí)起爆多個(gè)裝藥， 已經(jīng)在礦山開采、油田開發(fā)、開鑿隧道、筑路、興修水利等爆破領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
2、多模光纖探針2a、2b是由高度透明的不同折射率的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸 甲酯構(gòu)成纖芯與包層拉制而成。它的作用是把爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)光信號(hào)收集并傳輸?shù)絇IN集成 光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器。傳光工作原理是基于光由低折射率的介質(zhì)入射到高 折射率的介質(zhì)中時(shí)，由于發(fā)生全反射現(xiàn)象而沿著光纖內(nèi)部遠(yuǎn)距離傳輸，如圖2所示。
它的特點(diǎn)是制造成本低廉，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，無電磁輻射，保密性好，無延 遲。其接頭簡單可靠，使用壽命長。多模光纖纖芯較粗、柔性好、易安裝、易彎曲、易連接，不 像石英光纖那樣一定要專業(yè)人員才可以連接。多模光纖很容易加工與連接，連接用的工具 較簡單，一般人稍加熟悉一下就會(huì)使用了。連接用的耦合器也很便宜，一般市場(chǎng)上即可買得 到。另外，多模光纖本身很輕，柔性好，很容易安裝，不需要復(fù)雜的安裝工藝及設(shè)備。與多模 光纖相配套的器件及多模光纖本身造價(jià)都比石英光纖及配套器件便宜得多。
3、多光纖耦合連接器3是把光從多個(gè)光纖耦合到一根光纖中的元件，屬光無源元 件。光纖耦合連接器的制作方式則有微光學(xué)式、燒結(jié)、光波導(dǎo)式三種，而以燒結(jié)式方法生產(chǎn) 占多數(shù)。燒結(jié)工藝是將2根或多根光纖的涂覆層去掉后，擰成麻花狀，然后在加熱熔融狀態(tài) 下邊加熱便向兩邊拉伸，使得多根光纖融到一塊形成中間細(xì)兩邊粗雙錐狀器件，再從中間 截?cái)啵纬慑F狀的光纖器件。它的工作原理是在錐狀的粗端，隨著光纖逐漸變細(xì)，原來在光 纖芯徑中傳播的光進(jìn)入到熔融的包層并向前傳播。在中間的錐形區(qū)域，由于熔融到一起形 成一根光纖，任一輸入光纖的光可以傳播耦合到任其它光纖，即發(fā)生了耦合，實(shí)現(xiàn)多路光信 號(hào)的耦合.
本發(fā)明最簡單的實(shí)現(xiàn)方式采用2X1的光纖耦合連接器，如圖1中3所示，一端具 有兩個(gè)端口，另一端有一個(gè)端口。兩個(gè)端口的一端分別與兩根光纖連接，另一端與PIN集成 光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器連接。圖3給出多輸入，一個(gè)輸出的耦合器。普通銅 絲探針法，都是采用兩路或多路平行的傳輸線路和信號(hào)處理電路，采用多光纖耦合連接器 后，減少了多個(gè)平行傳輸線路和PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器，提高了可 靠性，減少了干擾因素，對(duì)多點(diǎn)連續(xù)爆速測(cè)量極為有利。
4、PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器是本發(fā)明中的核心部件。它的一 端帶有標(biāo)準(zhǔn)插頭跳線，非常方便與普通多模光纖連接，另一端直接耦合到光電探測(cè)器的光 敏接收面上。
PIN集成光電探測(cè)器集成了高輸入阻抗放大電路，具有極高的靈敏度。一般的光電 儀器，多采用分離的一級(jí)或多級(jí)放大電路，往往帶來了額外的噪聲，直接影響測(cè)試結(jié)果。
固態(tài)光電倍增管探測(cè)器是一種新型高速光電器件。采用面陣排列，雪崩工作模式 的APD雪崩二極管制作而成。每一個(gè)單元相當(dāng)于一個(gè)微APD光敏單元，采用獨(dú)特的溝槽技 術(shù)將這些微光敏單元進(jìn)行光學(xué)隔離，然后將所有的微APD單元輸出被并聯(lián)起來，輸出信號(hào) 反映了所有APD光敏單元的響應(yīng)信號(hào)。這種產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅具有傳統(tǒng)光電倍增管靈敏 度高、速度快等功能特性，同時(shí)還具有以下特點(diǎn)工作電壓低，對(duì)磁場(chǎng)不敏感，固體器件，結(jié) 構(gòu)緊促，尺寸小，適合多種環(huán)境使用，非常容易與閃爍體、光纖等進(jìn)行耦合。
兩種探測(cè)器均可采用耦合技術(shù)將光敏面與光纖連接，減小了光信號(hào)損失，縮小了 儀器整個(gè)體積。
6[0031]野外工作多在白天工作，采用峰值波長在840nm的探測(cè)器，消除了可見光的干擾。
5、充電電池供電是裝置必不可少部分。目前已經(jīng)大量推廣使用的環(huán)保電池有金屬 氫化物鎳蓄電池、鋰離子蓄電池。
6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的微處理器采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA。FPGA是在PAL、GAL、 EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的。FPGA時(shí)鐘頻率高，內(nèi)部延時(shí)小，運(yùn)行速度 快，全部控制邏輯由硬件完成。它本身集采樣控制、處理、緩存、傳輸控制、通信于一個(gè)芯片 內(nèi)，編程配置靈活、開發(fā)周期短、系統(tǒng)簡單，具有高集成度、體積小、低功耗、I/O端口多、在系 統(tǒng)編程等優(yōu)點(diǎn)。由于FPGA具有可編程性和實(shí)現(xiàn)方案容易改動(dòng)等的特點(diǎn)，所以可以極大的降 低系統(tǒng)開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期，并易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成化。
FPGA通過AD變換器把PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸出信號(hào) 采集到FPGA處理器，處理后在液晶屏上顯示。AD芯片采用AD9481是AD公司生產(chǎn)的8位 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，適用于高速低功耗的場(chǎng)合，最高工作速度為250MSPS，具有很好的線性特性 和動(dòng)態(tài)性能。采用單一電源3. 3V供電，在250MSPS工作時(shí)的功耗為439mW。
FPGA選用Altera公司的ACIX系列器件，Altera公司的FPGA具有布線能力強(qiáng)，延 遲可預(yù)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，適合于完成各類算法和組合邏輯。而且ACIX系列器件性價(jià)比高，傳播延 遲小，邏輯資源豐富，電路設(shè)計(jì)簡單等特點(diǎn)使其特別適合用作邏輯控制電路控制，完全能滿 足系統(tǒng)的要求。
如圖4所示。FPGA處理程序流程圖為
開機(jī)一系統(tǒng)自檢一系統(tǒng)初始化輸入S—采集數(shù)據(jù)一計(jì)算時(shí)間T一速度計(jì)算V = S/ τ-存儲(chǔ)一打印一結(jié)束。
其中S表示探針2a與探針2b的距離(米)，T表示時(shí)間(秒)，V表示速度(米
/秒)。
晶振選取100MHz，計(jì)時(shí)精度達(dá)到0. 01 μ s,優(yōu)于導(dǎo)爆索測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T13228-91中 的O.lys。標(biāo)準(zhǔn)中題到測(cè)長相對(duì)誤差不大于2%，測(cè)時(shí)相對(duì)誤差不大于1%。取兩個(gè)測(cè)試點(diǎn) 之間距離為50mm，導(dǎo)爆索平均爆速為6500m/s。則兩點(diǎn)之間的總時(shí)間為7. 691 μ s。一般探針 的計(jì)時(shí)精度為10MHz, BP 0. 1 μ s，那么0. 1/7. 69 > 1 %，計(jì)時(shí)精度達(dá)不到要求，而對(duì)IOOMHz 晶振，計(jì)時(shí)精度達(dá)到0. 01 μ s，0. 01/7. 69 < 1%,計(jì)時(shí)精度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。
7、輸入顯示模塊采用觸摸屏。
權(quán)利要求
一種導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試方法，采用探針以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索上，其特征在于所述探針為多模光纖探針，采用N根多模光纖探針，其中N≥2，將N根多模光纖輸出端連接到多光纖耦合連接器中，將N根多模光纖的光信號(hào)耦合到一根輸出光纖中，即多光纖耦合連接器有N個(gè)輸入端口，與N根多模光纖連接，只有一個(gè)輸出端口與一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸入端連接，PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器將導(dǎo)爆索爆炸產(chǎn)生所產(chǎn)生的光信號(hào)，通過N個(gè)多模光纖探針依次進(jìn)行采集，并在多模光纖芯內(nèi)通過全反射傳輸?shù)蕉喙饫w耦合連接器，由于探針采集的光信號(hào)在時(shí)間上都具有前后關(guān)系，使用一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器進(jìn)行分時(shí)探測(cè)，并將N個(gè)多模光纖探針的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號(hào)輸送到FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊；FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)輸入脈沖電信號(hào)進(jìn)行采樣、計(jì)算處理、控制、緩存，根據(jù)多模光纖探針的距離、所測(cè)對(duì)應(yīng)時(shí)間經(jīng)計(jì)算處理并求得導(dǎo)爆索爆炸平均速度或多點(diǎn)速度，F(xiàn)PGA高速數(shù)據(jù)采集模塊將導(dǎo)爆索爆速的有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕э@示屏上，并予以顯示。
2.一種導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試裝置，包括探針，其特征是還包括多光纖耦合連接器 (3)、一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器(4)、電源(5)、FPGA高速數(shù)據(jù)采集 模塊(6)和液晶顯示屏(7)；所述的探針為多模光纖，并且至少有兩根多模光纖探針(2a)、 (2b)，所述的多模光纖探針以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索(1)上，所述的多模光纖探針連接 一個(gè)多光纖耦合連接器，多光纖耦合連接器通過帶尾光纖連接到PIN集成光電探測(cè)器或固 態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸入端，PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸出端由 電纜連接至FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸入接口，F(xiàn)PGA高速數(shù)據(jù)采集模塊通過AD變換器把 PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器的輸出信號(hào)采集到FPGA處理器，處理后在液 晶屏上顯示；所述的電源給PIN集成光電探測(cè)器或固態(tài)光電倍增管探測(cè)器、FPGA高速數(shù)據(jù) 采集模塊和液晶顯示屏供電。
專利摘要
本發(fā)明導(dǎo)爆索爆速光電測(cè)試方法及裝置，其特點(diǎn)是至少有兩根以一定的距離插裝在導(dǎo)爆索上的多模光纖探針，光纖耦合連接器、PIN集成光電探測(cè)器、電源、FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊和液晶顯示屏；由探針采集的光信號(hào)在時(shí)間上的前后關(guān)系，使用一個(gè)PIN集成光電探測(cè)器進(jìn)行分時(shí)處理，并將多個(gè)探針的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號(hào)輸送到FPGA高速數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)輸入脈沖電信號(hào)進(jìn)行采樣、計(jì)算處理、控制、緩存，并將多個(gè)探針中每兩個(gè)探針的距離、所測(cè)時(shí)間經(jīng)計(jì)算處理并求得平均速度，將導(dǎo)爆索爆速等有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕э@示屏上并予以顯示，具有測(cè)試精度高，抗干擾能力強(qiáng)，體積小，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F42B35/00GKCN101435829 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810080077
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月9日
發(fā)明者周漢昌, 孫巍, 李仰軍, 王小燕, 王高, 趙輝 申請(qǐng)人:中北大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan