激光销毁设备变焦与穿透能力的一体化测试评估方法与流程

1.本发明属于危爆物销毁设备技术领域，尤其涉及一种激光销毁设备变焦与穿透能力的一体化测试评估方法。


背景技术：

2.利用激光销毁设备销毁弹药是一种新型销毁处理手段，由于其具有远距离、非接触、低爆轰的显著优势，在危爆物安全销毁中呈现出较为广阔的应用前景。测试评估激光销毁设备变焦与穿透能力是其采购、配备、使用的重要依据。由于危爆物激光销毁设备面向的对象是带壳含能材料，具有燃爆毁伤特性，因此若采用真实爆炸物销毁测试评估变焦与穿透能力，危险性大，场地环境安全防护要求极高，测试场地选择空间十分有限，且测试时机受控影响因素多，测试窗口十分狭窄，测试筹备繁琐，测试周期长，加之危爆物实爆销毁试验组织实施困难，样品数量相对少，样本量不丰富，测试结果的归一性不太理想，致使测试评估的经济成本和时间成本很高。
3.另外，有研究成果认为可采用光束分析法测试评估激光销毁设备变焦能力，但该方法存在以下主要问题：光束分析仪受辐照距离短，承受功率低，不能满足危爆物激光销毁设备大功率、远距离精准辐照。即使采用光束衰减措施，也难以使激光光束精准入射进光束分析仪接收器内，无法真实反映危爆物激光销毁设备的变焦能力；且高性能光束分析仪属进口产品，价格昂贵，维护使用成本高，自主可控率低，不利规模化、低成本开展测试评估；只能用于测试评估激光销毁设备的变焦能力，不能同时测试评估激光销毁设备的穿透能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种激光销毁设备变焦与穿透能力的一体化测试评估方法，具有安全、简约、高效、低成本、综合化的特点，能够解决上述现有技术中危爆物激光销毁设备变焦与穿透能力测试评估结果不理想、经济成本和时间成本高的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种激光销毁设备变焦与穿透能力的一体化测试评估方法，采用测试评估系统进行测试，所述测试评估系统包括激光销毁设备、效应靶和后效靶，所述激光销毁设备设置于靶道的一侧，所述效应靶和后效靶间隔并列置于靶道的另一侧，所述效应靶的后方设有后效靶，所述效应靶的靶板为耐高温的金属材料，所述后效靶的靶板为易燃发烟材料；包括变焦能力测试和穿透能力测试，所述变焦能力测试步骤如下：（1）将激光销毁设备设置在距离效应靶s1处，调试激光销毁设备的位姿，使其光路轴线与效应靶的靶板垂直，并使其光斑居于靶板中心；（2）启动激光销毁设备远距离辐射效应靶，开始计时并记录效应靶及后效靶的靶板厚度；（3）当后效靶产生烟火后，停止激光销毁设备发射激光；
（4）测量效应靶的靶板上熔融孔的最大径向距离，并记录为数d1；（5）更换相同规格的效应靶，若后效靶损毁则更换；（6）按照从远至近或从近至远的顺序，调整激光销毁设备与效应靶之间距离s1、s2、s3、
…
sn处，按照（1）～（5）的步骤进行测试，激光辐射时间相同，对应测得后效靶的靶板上熔融孔最大径向距离分别为d1、d2、d3、
……dn
；（7）变焦能力评估：若dn＜d
n 1
或dn＞d
n 1
，则表明：激光销毁设备具备连续变焦能力，变焦能力指标表示为：距离s1处，光斑直径≤d1；距离s2处，光斑直径≤d2……
距离sn处，光斑直径≤dn；若d
n i
＜dn＜d
n-m
，则表明：激光销毁设备连续变焦一致性差，不具备连续变焦能力；所述穿透能力测试步骤如下：（1）将激光销毁设备设置在距离效应靶s处，调试激光销毁设备的位姿，使其光路轴线与效应靶的靶板垂直，并使其光斑居于靶板中心；（2）启动激光销毁设备远距离辐射第一块效应靶的靶板，对激光辐射时间计时h1，记录效应靶的靶板厚度l1；（3）当后效靶产生烟火后，停止激光销毁设备发射激光；（4）每次辐照销毁后，根据后效靶的损毁情况更换；在相同距离s处，针对不同规格靶板厚度的效应靶，按照步骤（1）～（3）进行，直至完成n块预定规格厚度效应靶辐照销毁测试；记录被穿透的效应靶靶板厚度l1、l2、l3、
……
ln，计时对应效应靶辐照穿透用时h1、h2、h3……hn；
（5）n块效应靶以第一块效应靶为基准模块，通过多层组合叠加构成；（6）穿透能力评估：整理被穿透的n块效应靶的靶板厚度l1、l2、l3……
ln，在距离激光销毁设备s处，激光销毁设备的穿透能力表示为：l≮max（l
i=1,2,3
……n）；若多型号激光销毁设备穿透能力l相同时，以对应max（l
i=1,2,3
……n）的穿透用时h作为二次评估指标，用时少者，穿透能力强。
6.优选的，所述后效靶的靶板为木质材料。
7.优选的，所述效应靶与后效靶间的距离为5～10cm。
8.优选的，所述效应靶包括靶板及其两侧的固定架，所述固定架为三角架，所述固定架的中部垂直设有支撑杆，两个支撑杆的相对面上均设有用于容纳靶板边缘的安装槽，所述安装槽的侧壁上间隔设有多个紧固螺栓，通过紧固螺栓将靶板固定在安装槽内；所述后效靶与效应靶的结构相同。
9.优选的，所述效应靶和后效靶的侧面设有摄像机，用于记录激光辐照效应靶和后效靶的过程。
10.优选的，所述靶道的两侧设有警戒线。
11.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在靶道两端设置激光销毁设备、效应靶和后效靶，利用激光销毁设备对效应靶发射激光，根据不同规格效应靶的厚度、靶板熔融孔的大小、辐照销毁距离、辐照销毁时间来测试评估激光销毁设备的变焦与穿透能力，解决危爆物激光销毁设备变焦与穿透能力测试评估方法缺失的问
题。本发明能够实现一套装置完成变焦与穿透两种能力测试，具有安全、简约、高效、低成本、综合化程度高的优点，为危爆物激光销毁设备研制生产、采购配备、使用运用，掌握变焦与穿透能力提供测试评估方法途径。
附图说明
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
13.图1是本发明实施例提供的一种测试评估系统的结构示意图；图2是图1测试评估系统中激光销毁设备、效应靶与后效靶的侧视图；图3是图2中效应靶的左视图；图4是图3中效应靶的a-a剖视图；图中：1-激光销毁设备，2-效应靶，3-后效靶，4-靶板，5-固定架，6-支撑杆，7-紧固螺栓，8-摄像机，9-警戒线。
具体实施方式
14.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.本发明实施例提供的一种激光销毁设备变焦与穿透能力的一体化测试评估方法，采用测试评估系统进行测试评估。如图1、2所示，所述测试评估系统包括激光销毁设备1、效应靶2和后效靶3，所述激光销毁设备1设置于靶道的一侧，所述效应靶2和后效靶3间隔并列置于靶道的另一侧，所述效应靶2的后方设有后效靶3，所述效应靶2的靶板为耐高温的金属材料，所述后效靶3的靶板为易燃发烟材料；包括变焦能力测试和穿透能力测试。其中，效应靶与后效靶间的距离为5～10cm；效应靶选用钢板，可为单层或多层紧密叠加，每层厚度可以均等，也可以不均等；后效靶为易燃发烟木板，一般为单层，厚度可根据实际需要自定。
16.所述变焦能力测试步骤如下：（1）将激光销毁设备设置在距离效应靶s1处，调试激光销毁设备的位姿，使其光路轴线与效应靶的靶板垂直，并使其光斑居于靶板中心；（2）启动激光销毁设备远距离辐射效应靶，开始计时并记录效应靶及后效靶的靶板厚度；（3）当后效靶产生烟火后，停止激光销毁设备发射激光；（4）测量效应靶的靶板上熔融孔的最大径向距离，并记录为数d1；（5）更换相同规格的效应靶，若后效靶损毁则更换；（6）按照从远至近或从近至远的顺序，调整激光销毁设备与效应靶之间距离s1、s2、s3、
…
sn处，按照（1）～（5）的步骤进行测试，激光辐射时间相同，对应测得后效靶的靶板上熔融孔最大径向距离分别为d1、d2、d3、
……dn
。
17.（7）变焦能力评估：若dn＜d
n 1
或dn＞d
n 1
，则表明：激光销毁设备具备连续变焦能力，变焦能力指标表示为：距离s1处，光斑直径≤d1；距离s2处，光斑直径≤d2……
距离sn处，光斑直径≤dn；
若d
n i
＜dn＜d
n-m
，则表明：激光销毁设备连续变焦一致性差，不具备连续变焦能力。
18.所述穿透能力测试步骤如下：（1）将激光销毁设备设置在距离效应靶s处，调试激光销毁设备的位姿，使其光路轴线与效应靶的靶板垂直，并使其光斑居于靶板中心；（2）启动激光销毁设备远距离辐射第一块效应靶的靶板，对激光辐射时间计时h1，记录效应靶的靶板厚度l1；（3）当后效靶产生烟火后，停止激光销毁设备发射激光；（4）每次辐照销毁后，根据后效靶的损毁情况更换；在相同距离s处，针对不同规格靶板厚度的效应靶，按照步骤（1）～（3）进行，直至完成n块预定规格厚度效应靶辐照销毁测试；记录被穿透的效应靶靶板厚度l1、l2、l3、
……
ln，计时对应效应靶辐照穿透用时h1、h2、h3……hn；
（5）n块效应靶以第一块效应靶为基准模块，通过多层组合叠加构成。
19.（6）穿透能力评估：整理被穿透的效应靶厚度l1、l2、l3……
ln，在距离激光销毁设备s处，激光销毁设备的穿透能力表示为：l≮max（l
i=1,2,3
……n）；若多型号激光销毁设备穿透能力l相同时，以对应max（l
i=1,2,3
……n）的穿透用时h作为二次评估指标，用时少者，穿透能力强。
20.具体制作时，如图1-4所示，所述效应靶2包括靶板4及其两侧的固定架5，所述固定架5为三角架，能够起到稳固靶板的作用；所述固定架5的中部垂直设有支撑杆6，两个支撑杆6的相对面上均设有用于容纳靶板4边缘的安装槽，所述安装槽的侧壁上间隔设有多个紧固螺栓7，通过紧固螺栓7将靶板4固定在安装槽内；所述后效靶3与效应靶2的结构相同。采用该结构靶板，能够统一规格、材质、厚度、层数，简单易行，经济高效，便于标准化操作。
21.为了更好地观察效应靶及后效靶受到激光辐射时的反应情况，如图1所示，在效应靶2和后效靶3的侧面设有摄像机8，用于记录激光辐照效应靶2和后效靶3的过程。另外，靶道为通视空间，无任何遮挡物，便于激光聚焦瞄准、发射、传输与辐照销毁。
22.进一步优化上述技术方案，如图1所示，所述靶道的两侧设有警戒线9。或者在靶道两侧间隔安设警戒哨，避免无关人员和其它生物误入测试现场，以免造成人员和其它生物伤害，提高了测试安全系数。
23.综上所述，本发明具有安全、简约、高效、低成本、综合化程度高的优点，能够同时测试评估激光销毁设备的变焦与穿透能力，解决危爆物激光销毁设备变焦与穿透能力测试评估方法缺失的问题。本发明利用实现一套测试系统完成变焦与穿透两种能力测试，能够高效完成激光销毁设备的测试评估，为危爆物激光销毁设备研制生产、采购配备、使用运用，掌握变焦与穿透能力提供测试评估方法途径。
24.在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。