專利名稱：一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀。
二、技術(shù)背景多普勒效應(yīng)在聲學(xué)領(lǐng)域早為人們所熟知，它是十九世紀(jì)德國(guó)物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。一個(gè)向著或離開(kāi)聲源運(yùn)動(dòng)的觀察者所遇到的聲波頻率比靜止不動(dòng)時(shí)所遇到的聲波頻率要發(fā)生高或低的變化，產(chǎn)生一個(gè)頻差。
愛(ài)因斯坦在他的相對(duì)論中指出在光波領(lǐng)域中也存在著類似的多普勒效應(yīng)，而且可以利用這一效應(yīng)來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度和位移。激光多普勒效應(yīng)是光波領(lǐng)域中多普勒效應(yīng)的一個(gè)具體體現(xiàn)。激光多普勒測(cè)量技術(shù)，特別是速度測(cè)量技術(shù)，因其屬于非接觸性測(cè)量，并且具有測(cè)量精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，得到快速的發(fā)展。
與本實(shí)用新型最為接近的已有技術(shù)，是德國(guó)POLYTEC公司生產(chǎn)的LSV040 Sensor及LSV100 Control Processor的一種雙光路激光多普勒測(cè)速儀，如圖1所示，包括激光光源1，光束分裂器及光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)2，光學(xué)透鏡3，運(yùn)動(dòng)物體4。激光光源1發(fā)出的激光束，經(jīng)光束分裂器分為兩路光，再經(jīng)光學(xué)透鏡3聚焦在被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體4上，被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體4將激光散射，散射后的激光經(jīng)光學(xué)透鏡3回到光束分裂器及光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)2，光電接收器接收到散射的激光信號(hào)。經(jīng)電子學(xué)處理后顯示出被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體4的運(yùn)動(dòng)速度。
該儀器存在主要問(wèn)題是，由于運(yùn)動(dòng)物體散射的激光束強(qiáng)度與散射角度有關(guān)，按原路反回的散射激光束強(qiáng)度，不一定是最佳狀態(tài)，光電接收器接收到的散射激光束信號(hào)可能很弱，影響測(cè)量結(jié)果。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于使光電接收器能接收到最佳散射強(qiáng)度狀態(tài)的散射激光束，保證接收信號(hào)質(zhì)量，從而保證測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體速度的精確可靠，特設(shè)一種可選擇散射角的激光多普勒測(cè)速儀。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案，如圖2所示，包括激光光源5、光束分裂器6、透鏡7、運(yùn)動(dòng)物體8、光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)9；光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)9中又包括雪崩二極管10、前置放大器11、鎖相環(huán)12、A/D轉(zhuǎn)換器13、數(shù)字顯示器14。
在激光光源5的激光束傳播方向的光軸上，從左至右依次置有激光光源5、光束分裂器6、透鏡7、運(yùn)動(dòng)物體8；激光光源5發(fā)射出的激光束，經(jīng)光束分裂器6分成兩路光束，再經(jīng)透鏡7，聚焦在運(yùn)動(dòng)物體8上，從運(yùn)動(dòng)物體8上散射的激光信號(hào)，被置于光路光軸之外的光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)9中的雪崩二極管10接收，光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)9可移動(dòng)位置和改變角度，在光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)9中，雪崩二極管10的輸出端與前置放大器11的輸入端連接，前置放大器11的輸出端與鎖相環(huán)12的輸入端連接，鎖相環(huán)12的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器13的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器13的輸出端與數(shù)字顯示器14的輸入端連接，雪崩二極管10可選擇從運(yùn)動(dòng)物體8上散射的不同角度的強(qiáng)激光信號(hào)接收，并將接收的信號(hào)輸送給前置放大器11，將信號(hào)增至可選用的幅值后輸送給鎖相環(huán)12，進(jìn)行頻率解調(diào)，變成模擬量電壓信號(hào)輸送給A/D轉(zhuǎn)換器13，轉(zhuǎn)換數(shù)字量信號(hào)輸送給數(shù)字顯示器14，顯示出運(yùn)動(dòng)物體8的運(yùn)動(dòng)速度。
本實(shí)用新型的積極效果可選擇不同散射角度散射較強(qiáng)的激光信號(hào)，提高信噪比，從而達(dá)到提高測(cè)速精密的目的。
四

圖1是已有技術(shù)雙光路激光多普勒測(cè)速儀的結(jié)構(gòu)示意框圖，圖2是本實(shí)用新型被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀的結(jié)構(gòu)示意圖，摘要附圖亦采用圖2。
五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施，圖2中的激光光源5采用上海亞太技術(shù)玻璃公司生產(chǎn)的He-Ne激光器，圖2中的光束分裂器6由一塊直角棱鏡和一塊柯斯特棱鏡組合而成，材料采用K9玻璃，圖2中的透鏡7的材料采用K9玻璃，平凸透鏡，口徑φ＝70mm，焦距f＝1000mm，圖2中的雪崩二極管10采用德國(guó)SKNa20/17，圖2中的前置放大器11采用LM318運(yùn)算放大器，圖2中的鎖相環(huán)12采用NE568A，圖2中的A/D轉(zhuǎn)換器13采用AD574A，圖2中的數(shù)字顯示器14采用DPY_7-SEG_DP。
權(quán)利要求1.一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀，包括激光光源，光束分裂器、光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)、透鏡、運(yùn)動(dòng)物體，其特征在于在激光光源(5)的激光束傳播方向的光軸上，從左至右依次置有激光光源(5)、光束分裂器(6)、透鏡(7)、運(yùn)動(dòng)物體(8)；激光光源(5)發(fā)射出的激光束，經(jīng)光束分裂器(6)分成兩路光束，再經(jīng)透鏡(7)，聚焦在運(yùn)動(dòng)物體(8)上，從運(yùn)動(dòng)物體(8)上散射的激光信號(hào)，被置于光路光軸之外的光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)(9)中的雪崩二極管(10)接收，光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)(9)可移動(dòng)位置和改變角度，在光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)(9)中，雪崩二極管(10)的輸出端與前置放大器(11)的輸入端連接，前置放大器(11)的輸出端與鎖相環(huán)(12)的輸入端連接，鎖相環(huán)(12)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(13)的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器(13)的輸出端與數(shù)字顯示器(14)的輸入端連接，雪崩二極管(10)可選擇從運(yùn)動(dòng)物體(8)上散射的不同角度的強(qiáng)激光信號(hào)接收，并將接收的信號(hào)輸送給前置放大器(11)，將信號(hào)增至可選用的幅值后輸送給鎖相環(huán)(12)，進(jìn)行頻率解調(diào)，變成模擬量電壓信號(hào)輸送給A/D轉(zhuǎn)換器(13)，轉(zhuǎn)換數(shù)字量信號(hào)輸送給數(shù)字顯示器(14)，顯示出運(yùn)動(dòng)物體(8)的運(yùn)動(dòng)速度。
專利摘要一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀，屬于激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種測(cè)速儀，要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種被動(dòng)式雙光路激光多普勒測(cè)速儀，解決的技術(shù)方案是包括激光光源、光束分裂器、光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)，透鏡和運(yùn)動(dòng)物體。在激光束傳播方向的光軸上，從左至右依次置有激光光源、光束分裂器、透鏡、運(yùn)動(dòng)物體；激光束經(jīng)光束分裂器分成兩路光束，再經(jīng)透鏡聚焦在運(yùn)動(dòng)物體上，從運(yùn)動(dòng)物體上散射的激光信號(hào)，被置于光路光軸之外的光電接收和電子學(xué)處理顯示系統(tǒng)中的雪崩二極管接收，雪崩二極管可選擇從運(yùn)動(dòng)物體上散射的不同角度的強(qiáng)激光信號(hào)接收，并將接收的信號(hào)放大增幅、調(diào)頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸送給數(shù)字顯示器顯示。
文檔編號(hào)G01P3/36GK2716850SQ200420012009
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者朱萬(wàn)彬, 李明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所