能装置包括重块9和液压弹簧10，重块9的一端与回收舱8紧挨，重块9的另一端与液压弹簧10的一端连接，液压弹簧10的另一端固定。
[0029]本实施例采用的一级轻气炮的工作原理为:假设一级轻气炮内推动弹丸的工作气体的初始压力为P，选择承压能力稍大于P/2的膜片，击发前，先通过充/排气口 B在两个膜片2之间充气体至压力P/2，然后通过充气口 A在高压气腔I中充气体至压力P ;击发时，只要把两个膜片2间的气体释放，两个膜片2即刻便被压力为P的气体冲破，膜片2前方的弹丸即在压力气体的推动下向前运动并逐渐加速，随着弹丸的向前运动，压力气体不断膨胀而压力降低，因此弹丸的加速度也在不断降低，到达炮膛出口处时，弹丸基本处于匀速状
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[0030]显然地，本实施例采用的一级轻气炮还可用多级轻气炮或电磁炮来替代；根据具体测试需求，还可用枪械作为发射装置，上述弹丸也可采用其他形式。
[0031]全光纤激光多普勒测速仪的基本结构和工作原理参见公开号为CN102854511A、名称为“全光纤光频率调制激光多普勒测速系统”的中国发明专利申请，此处不再赘述。
[0032]本实施例选用的自聚焦透镜具有端面准直、耦合和成像特性，能更好地收集自由面的半反射膜与撞击面的全发射膜反射的反射光，加上它圆柱状小巧的外形特点，使用更加方便。
[0033]本发明通过采用透光材料制成的靶板，并在靶板的撞击面镀全反射膜，在靶板的自由面镀半反射膜，从而在撞击物撞击靶板时，利用全光纤激光多普勒测速仪的同一个激光镜头既可收集到靶板自由面的半反射膜反射的发生了多普勒频移的外反射光，又可收集到靶板撞击面的全发射膜反射的发生了多普勒频移的内反射光，进而利用全光纤激光多普勒测速仪的主体部分准确测得靶板的自由面的质点速度，并测得靶板的撞击面的质点速度，利用准确测得的自由面质点速度，可对测得的撞击面质点速度进行校正，解决了现有平板撞击实验装置不能准确测得靶板的自由面的质点速度，且不能同时测量靶板的撞击面的质点速度的问题，具有测量结果准确、精度高、不易受环境干扰的优点。
[0034]本发明可测得靶板自由面与撞击面的亚纳米级瞬态质点速度及其连续性变化过程，为研宄冲击加载下材料撞击面的损伤演化、材料内部的响应、应力波的传播和能量耗散规律提供了有效的实验手段，并提供了一种可靠的使用单一探头测量冲击加载下透光材料内弹性纵波波速、冲击波速的手段。
[0035]虽然以上结合优选实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术人员应该理解，本发明所述的方法和系统并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，在不背离由所附权利要求书限定的本发明精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改、增加、以及替换。
【主权项】
1.一种透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:包括发射装置、撞击物、靶板，靶架、全光纤激光多普勒测速仪，所述撞击物由发射装置发射，所述靶板由透光材料制成，靶板的撞击面镀有全反射膜，靶板的自由面镀有半反射膜，靶板固定在靶架上，且正对撞击物，所述全光纤激光多普勒测速仪的激光镜头正对设置在靶板的镀有半反射膜的一侧，且距半反射膜一定距离，所述激光镜头通过光纤与全光纤激光多普勒测速仪的主体部分连接，所述激光镜头用于将全光纤激光多普勒测速仪的主体部分输出的基频激光照射到靶板上，并收集自由面的半反射膜与撞击面的全发射膜反射的反射光，将反射光通过光纤传输到全光纤激光多普勒测速仪的主体部分。
2.根据权利要求1所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述激光镜头为自聚焦透镜。
3.根据权利要求1所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述发射装置为轻气炮或电磁炮，所述撞击物为弹丸，所述弹丸置于炮膛内。
4.根据权利要求1所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述靶架的一端设置有靶环，所述靶板通过环氧树脂固定在靶架的靶环上。
5.根据权利要求3所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述靶架设置在靶箱内，所述炮膛与靶箱密封连接，所述靶箱的出射端与真空舱密封插接，所述真空舱内设置有回收舱，该回收舱位于所述激光镜头远离靶板的一侧，且距激光镜头一定距离，回收舱内设置有缓冲材料。
6.根据权利要求5所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述缓冲材料为橡胶或/和泡沫材料。
7.根据权利要求5所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述回收舱远离靶板的一端紧挨耗能装置。
8.根据权利要求7所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述耗能装置包括重块和液压弹簧，所述重块的一端与回收舱紧挨，重块的另一端与液压弹簧的一端连接，液压弹簧的另一端固定。
9.根据权利要求1所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述透光材料为有机玻璃、无机玻璃或蓝宝石。
10.根据权利要求3所述的透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，其特征在于:所述弹丸由圆柱形弹托和粘贴固定在圆柱形弹托前端的平面飞板组成。
【专利摘要】本发明公开了一种透光材料的撞击面及自由面的质点速度测量系统，包括发射装置、撞击物、靶板，靶架、全光纤激光多普勒测速仪，所述撞击物由发射装置发射，所述靶板由透光材料制成，靶板的撞击面镀有全反射膜，靶板的自由面镀有半反射膜，靶板固定在靶架上，且正对撞击物，所述全光纤激光多普勒测速仪的激光镜头正对设置在靶板的镀有半反射膜的一侧，且距半反射膜一定距离，所述激光镜头通过光纤与全光纤激光多普勒测速仪的主体部分连接。本发明解决了现有平板撞击实验装置不能准确测得靶板的自由面的质点速度，且不能同时测量靶板的撞击面的质点速度的问题，具有测量结果准确、精度高、不易受环境干扰的优点。
【IPC分类】G01P3-36
【公开号】CN104597274
【申请号】CN201510018905
【发明人】汪海英, 姜智捷, 戴兰宏, 林浩, 张虎生, 沈乐天, 邓雅莉, 李天佑
【申请人】中国科学院力学研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月14日