火炮身管内膛窥视与测径系统研究

【摘要】：传统的火炮身管检测方法存在效率低,精度低的问题,制约了火炮装备的使用效率和火力运用效能。本课题对火炮身管的检测技术进行了研究,论文比较全面的分析了国内外火炮身管检测技术的发展现状,论述了火炮身管检测的发展趋势,指出了目前火炮身管检测技术中有待解决的问题,针对这些问题论文介绍的火炮身管内膛窥视与测径系统集成了内径测量和内壁庛病图像实时检测两种功能,并可预测火炮身管剩余寿命,测量数据以动态曲线的形式直观显示。该系统具有组建方便、操作简单、精度高、现场测量等一系列优点。 论文完成的主要工作包括以下几个方面： 一、系统总体构成与测量原理。其核心部件包括一套单片机采集控制仪、一套能实现传感器与火炮身管定位的机械装置、一台装有数据管理与分析软件的计算机。测量时单片机采集传感器输出电压并实现A/D转换、数据存储和显示或直接以串行通信的方式传送给上位机(计算机)进行数据的分析和管理,同时火炮身管内膛的图像实时显示在上位机监视屏上 二、机械装置设计。机械装置精度是影响系统测量精度的主要因素。设计主要完成了测径传感器的定位以及图像传感器的安装和调节。每种型号火炮匹配一种口径适配环,从而实现了一套机械装置可以兼容测量多种口径火炮的要求。 三、单片机控制系统设计。设计了各功能部分的接口电路,并制作了PCB印制电路板,在此基础上编写单片机控制程序进行调试,实现了传感器输出模拟电压的数字化采集、显示,与上位机(PC)的串行通信以及参数设置功能。 四、上位机数据管理与分析软件开发。由VB与ACCESS数据库相结合初步开发了上位机数据管理与分析软件,实现了炮膛数据的读取、处理及曲线动态显示、火炮身管剩余寿命预测、内膛烧蚀状况图像的获取等基本功能。 五、系统测径误差分析。从理论上分析了影响该系统测径精度的因素,经分析估计该系统直径测量误差理论上小于0.01mm。实验结果表明该系统满足测径要求。