一种用于复合材料身管的武器射弹计数方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及射弹计数技术领域，具体而言，涉及一种用于复合材料身管的武器射弹计数方法、装置及系统。


背景技术：

2.射弹计数作为轻量化武器使用寿命的重要监控参数，采用自动的射弹计数方式已经逐步取代人工成为主流。
3.目前武器自动射弹计数方法多采用振动、声音、光信号作为信号源，根据采集的相应信号进行计数判定。采用振动的判定方法容易受到磕碰、撞击等影响；采用声音判别的方法容易受到相邻武器的影响；声音传感器、光传感器容易受到砂尘、污渍、烟雾等外部环境影响。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何实现准确高效的武器射弹计数。
5.为解决上述问题，本发明提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数方法，包括：通过温度敏感元件获取武器身管的温度值，其中，所述温度敏感元件设置在所述武器身管的金属内衬和复合材料之间；根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差，根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数；当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值。
6.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过设置在武器身管的金属内衬和复合材料之间的温度敏感元件获取武器身管的温度值，采集身管弹药发射时的温度变化，进而可以根据温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数，实现准确高效的武器射弹计数。
7.可选地，所述通过温度敏感元件获取武器身管的温度值包括：根据预设周期内所述温度敏感元件的采集信号获取与所述预设周期对应的温度值。
8.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过温度敏感元件实现温度值的采集，进而可以确定身管弹药发射时的温度变化。
9.可选地，所述根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差包括：通过第一公式确定所述温度差，其中，所述第一公式包括：δt＝t
t-t
t-δt
；其中，δt表示所述温度差，t
t
表示当前时刻的温度值，t
t-δt
表示预设间隔时间δt前的温度值。
10.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过第一公式确定温度差，进而可以根据温度差与预设温度阈值的比较结果来判断是否产生有效射弹计数。
11.可选地，所述根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数包括：当δt大于δtr时，判断所述有效射弹计数产生，当δt小于或等于δtr时，判断所述有效射弹计数未产生，其中δtr表示所述预设温度阈值。
12.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，根据温度差与预设温度阈
值的比较结果判断是否产生有效射弹计数，实现准确高效的武器射弹计数。
13.可选地，所述预设温度阈值为最高工作环境温度和最低工作环境温度差值。
14.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过设置预设温度阈值为最高工作环境温度和最低工作环境温度差值，提高了预设温度阈值的设置准确度，进而实现准确高效的武器射弹计数。
15.可选地，所述用于复合材料身管的武器射弹计数方法还包括：通过第二公式确定所述预设温度阈值，其中，所述第二公式包括：δtr＝δt
amin-m
·
σ；其中，δt
amin
表示多次发射试验中多个最大温度值中的最小温度值，σ为多次发射试验中多个最大温度值的标准差，m≥1。
16.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过第二公式确定预设温度阈值，提高了预设温度阈值的设置准确度，进而实现准确高效的武器射弹计数。
17.可选地，所述当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值包括：读取当前射弹计数值并累加1以更新当前射弹计数值，并存储更新后的射弹计数值。
18.本发明所述的用于复合材料身管的武器射弹计数方法，通过更新写入射弹计数值，实现准确高效的武器射弹计数。
19.本发明还提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数装置，包括：采集模块，用于通过温度敏感元件获取武器身管的温度值，其中，所述温度敏感元件设置在所述武器身管的金属内衬和复合材料之间；处理模块，用于根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差，根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数；存储模块，用于当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值。所述用于复合材料身管的武器射弹计数装置与上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
20.本发明还提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数系统，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法。所述用于复合材料身管的武器射弹计数系统与上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
21.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法。所述计算机可读存储介质与上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
22.图1为本发明实施例的用于复合材料身管的武器射弹计数方法的流程示意图；
23.图2为本发明实施例的用于复合材料身管的武器射弹计数装置的示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
25.如图1所示，本发明实施例提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数方法，包括：通过温度敏感元件获取武器身管的温度值，其中，所述温度敏感元件设置在所述武器身管的金属内衬和复合材料之间；根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差，根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数；当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值。
26.具体地，在本实施例中，用于复合材料身管的武器射弹计数方法包括：通过温度敏感元件获取武器身管的温度值，温度敏感元件设置在武器身管的金属内衬和复合材料之间；根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差，根据温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数；当有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值。武器发射弹药产生的瞬间高温远高于与一般作战环境温度，采集身管的瞬间温度变化，可以有效判断弹药的有效发射。对于传统火炮，其身管壁厚较厚，弹药发射后外壁升温和散热较温，难以采用瞬间温度变化判定有效发射。但对于采用复合材料的无坐力炮、单兵火箭筒、迫击炮等武器身管，其金属内衬很薄，在金属内衬和复合材料之间预埋快速响应的温度敏感元件(如半导体热敏类、金属丝类等，以铂丝为例，铂丝直径可达到10um，与碳纤维相当，与钛合金内衬可达到基本贴合，对身管自身影响小)，采集身管弹药发射时的温度变化，判断温度瞬时变化量，进而可以根据温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数，实现武器自动射弹计数，解决人工计数准确度差、人员利用率低等问题。
27.其中，由于温度敏感元件可以预埋在金属内衬和复合材料之间，其对外完全密闭，不受外界的浸渍、淋雨、砂尘、烟雾等环境影响，无需擦拭等保养措施，易用性强，因此武器射弹计数的准确度也能得到保障。
28.在本实施例中，通过设置在武器身管的金属内衬和复合材料之间的温度敏感元件获取武器身管的温度值，采集身管弹药发射时的温度变化，进而可以根据温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数，实现准确高效的武器射弹计数。
29.可选地，所述通过温度敏感元件获取武器身管的温度值包括：根据预设周期内所述温度敏感元件的采集信号获取与所述预设周期对应的温度值。
30.具体地，在本实施例中，通过温度敏感元件获取武器身管的温度值包括：根据预设周期内温度敏感元件的采集信号获取与预设周期对应的温度值，例如在预设周期0.1s内，获取的温度值可以是0.1s内各采集信号对应的温度值的平均值；结合图2所示，通过温度敏感元件采集温度值，将温度值转换为电信号s发送至采集模块，采集模块周期采集电信号s，并数模转换后计算为温度值上传至处理模块。
31.在本实施例中，通过温度敏感元件实现温度值的采集，进而可以确定身管弹药发射时的温度变化。
32.可选地，所述根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差包括：通过第一公式确定所述温度差，其中，所述第一公式包括：δt＝t
t-t
t-δt
；其中，δt表示所述温度差，t
t
表示当前时刻的温度值，t
t-δt
表示预设间隔时间δt前的温度值。
33.具体地，在本实施例中，根据当前时刻的温度值和预设间隔时间前的温度值确定温度差包括：处理模块根据第一公式计算温度差δt＝t
t-t
t-δt
，确定温度差后，可以根据温度差与预设温度阈值的比较结果来判断是否产生有效射弹计数。
34.其中，在多次射击试验中，实时采集全过程的温度值，求得从温度明显上升到最高
温度值之间的时间平均值，作为预设间隔时间δt。
35.在本实施例中，通过第一公式确定温度差，进而可以根据温度差与预设温度阈值的比较结果来判断是否产生有效射弹计数。
36.可选地，所述根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数包括：当δt大于δtr时，判断所述有效射弹计数产生，当δt小于或等于δtr时，判断所述有效射弹计数未产生，其中δtr表示所述预设温度阈值。
37.具体地，在本实施例中，根据温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数包括：当δt大于δtr时，判断有效射弹计数产生，当δt小于或等于δtr时，判断有效射弹计数未产生，其中δtr表示预设温度阈值。一般弹药发射时，发射器内膛温度可高达几百度，如600℃以上。复合材料身管的火炮金属内衬较薄，传温速度很快，温度变化率很高，远远高于正常环境的温度变化率。
38.在本实施例中，根据温度差与预设温度阈值的比较结果判断是否产生有效射弹计数，实现准确高效的武器射弹计数。
39.可选地，所述预设温度阈值为最高工作环境温度和最低工作环境温度差值。
40.具体地，在本实施例中，火炮发射时因火炮燃烧、弹丸弹带与内膛摩擦等产生的瞬间高温远高于气温变化。因此当间隔时间δt取值合理时，δt远高于最高工作环境温度和最低工作环境温度差值。因此δtr可取值为最高工作环境温度和最低工作环境温度差值。
41.在本实施例中，通过设置预设温度阈值为最高工作环境温度和最低工作环境温度差值，提高了预设温度阈值的设置准确度，进而实现准确高效的武器射弹计数。
42.可选地，所述用于复合材料身管的武器射弹计数方法还包括：通过第二公式确定所述预设温度阈值，其中，所述第二公式包括：δtr＝δt
amin-m
·
σ；其中，δt
amin
表示多次发射试验中多个最大温度值中的最小温度值，σ为多次发射试验中多个最大温度值的标准差，m≥1。
43.具体地，在本实施例中，在射击试验中，实时采集全过程的温度变化数据，求得任意采集点及其间隔时间δt之前的温度差值，记录其每一次发射过程中的最大值，记为δt
an
，结合不同的弹型及发射工况进行射击，计算n次试验δt
a1
、δt
a2
……
δt
an
中的最小值δt
amin
、标准差σ。预设温度阈值可根据下式求得：δtr＝δt
amin-m
·
σ，其中m根据经验取值不小于1。
44.其中，应用第二公式应当满足发热较小的条件。
45.在本实施例中，通过第二公式确定预设温度阈值，提高了预设温度阈值的设置准确度，进而实现准确高效的武器射弹计数。
46.可选地，所述当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值包括：读取当前射弹计数值并累加1以更新当前射弹计数值，并存储更新后的射弹计数值。
47.具体地，在本实施例中，当δt大于δtr时，判断有效射弹计数产生，通过存储模块读取当前射弹计数值，累加1，存储模块将最新计数值存储在非易失存储器内。
48.在本实施例中，通过更新写入射弹计数值，实现准确高效的武器射弹计数。
49.本发明另一实施例提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数装置，包括：采集模块，用于通过温度敏感元件获取武器身管的温度值，其中，所述温度敏感元件设置在所述武器身管的金属内衬和复合材料之间；处理模块，用于根据当前时刻的温度值和预设间隔
时间前的温度值确定温度差，根据所述温度差与预设温度阈值判断是否产生有效射弹计数；存储模块，用于当所述有效射弹计数产生时，更新当前射弹计数值。
50.本发明另一实施例提供一种用于复合材料身管的武器射弹计数系统，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法。
51.本发明另一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述用于复合材料身管的武器射弹计数方法。
52.虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。