一種光纖測(cè)速裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖傳感與測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種光纖測(cè)速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前已有的光纖測(cè)速裝置中，一般采用一個(gè)光纖接收器，利用反光片經(jīng)過的時(shí)間差計(jì)算速度，然而這只能針對(duì)低速而言，對(duì)于較高速運(yùn)動(dòng)的物體，此系統(tǒng)的靈敏度無法達(dá)到要求，不能得出高速運(yùn)動(dòng)的速度參數(shù)。
[0003]現(xiàn)有對(duì)每秒幾百米到幾千米的高速運(yùn)動(dòng)物體的速度進(jìn)行精確測(cè)量一直是個(gè)難點(diǎn)，對(duì)于現(xiàn)有的高速及超高速測(cè)速裝置，存在測(cè)量過程復(fù)雜并且需要多次重復(fù)過程，進(jìn)度還不高，設(shè)備復(fù)雜，成本高。
[0004]中國專利CN201010112884公開了全光纖測(cè)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括激光器、環(huán)行器、自聚焦透鏡，自聚焦透鏡端面為部分透射端面，環(huán)行器連接有初相位探測(cè)裝置和參數(shù)計(jì)算裝置，激光器發(fā)出的激光經(jīng)過環(huán)行器的第一端口、第二端口到達(dá)自聚焦透鏡后形成反射光和傳感光，并從環(huán)行器的第三端口輸出后進(jìn)入初相位探測(cè)裝置，是系統(tǒng)工作在確定角度，參數(shù)計(jì)算裝置獲取光電流強(qiáng)度隨時(shí)間變化得到相位時(shí)間的變化進(jìn)而測(cè)出速度與加速度的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，但是該裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，不利于測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測(cè)量精度高、范圍大、實(shí)用性強(qiáng)、靈活性高的光纖測(cè)速裝置。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]一種光纖測(cè)速裝置，用于測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)物體的速度，所述的測(cè)速裝置包括光纖、圓柱導(dǎo)桿、激發(fā)光源、信號(hào)采集儀和信號(hào)處理器，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體在圓柱導(dǎo)桿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述的激發(fā)光源分別通過光纖與圓柱導(dǎo)桿和信號(hào)采集儀連接，所述的信號(hào)采集儀與信號(hào)處理器連接;
[0008]當(dāng)進(jìn)行光纖速度測(cè)試時(shí)，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體在圓柱導(dǎo)桿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，圓柱導(dǎo)桿上的光纖的通信受到運(yùn)動(dòng)物體的阻斷從而發(fā)出脈沖信號(hào)，信號(hào)采集儀接收該脈沖信號(hào)并發(fā)送給信號(hào)處理器進(jìn)行處理并顯示，最終得到運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)速度。
[0009]所述的圓柱導(dǎo)桿上設(shè)有多組測(cè)量端口，相鄰的測(cè)量端口間通過光纖依次連接，首測(cè)量端口通過光纖與激發(fā)光源的光源輸出端連接，尾測(cè)量端口通過光纖與激發(fā)光源的光源輸入端連接。
[0010]所述的多組測(cè)量端口之間的間距為固定間距，所述的固定間距為等固定間距或設(shè)定的間距。
[0011]所述的測(cè)量端口包括一對(duì)正對(duì)設(shè)置的光纖接收端，并且在一對(duì)光纖接收端之間設(shè)有光通路，所述的光纖接收端與光纖連接。
[0012]所述的圓柱導(dǎo)桿的形狀包括直線型和彎曲型。
[0013]所述的激發(fā)光源的數(shù)量為I個(gè)。
[0014]所述的信號(hào)采集儀內(nèi)設(shè)有高采樣頻率的采集卡。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]一、結(jié)構(gòu)簡單、成本低:本測(cè)速裝置的精度依托于光纖傳播過程中光路被阻斷產(chǎn)生脈沖信號(hào)的速度和信號(hào)采集裝置的時(shí)間分辨力，配合高采樣頻率的采集卡，可以同時(shí)得到高精度和高穩(wěn)定度的數(shù)據(jù)，降低了成本，增加了可靠性和使用的簡便性。
[0017]二、測(cè)量精度高、范圍大:本發(fā)明不僅能夠測(cè)量彎曲軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體的速度，而且僅使用一個(gè)激發(fā)光源能夠避免已有測(cè)速裝置中多器件精度差別造成的測(cè)量誤差。具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大、可作逐段瞬時(shí)測(cè)量、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]三、實(shí)用性強(qiáng)，本裝置還可通過添加多組光纖接收器測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體在不同位移段的速度，對(duì)高速精確測(cè)量有重大意義，使用本測(cè)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可很容易地做到精確漸變的測(cè)量，且造價(jià)低廉。
[0019]四、靈活性高:本裝置可獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試，也可以裝配到儀器上配合儀器對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)試，靈活性較高。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為實(shí)施例中第一組光纖的脈沖測(cè)試圖。
[0022]圖3為實(shí)施例中第二組光纖的脈沖測(cè)試圖。
[0023]其中，1、運(yùn)動(dòng)物體，2、光纖，3、激發(fā)光源，4、運(yùn)行導(dǎo)軌，5、信號(hào)采集儀，6、信號(hào)處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例:
[0026]如圖1所示，激發(fā)光源3與光纖2連接，其中激發(fā)光源3的a端為光源輸出端，激發(fā)光源3的b端為光源輸入端，通過多段光纖的連接，可以以多組形式進(jìn)行多段測(cè)速。運(yùn)行導(dǎo)軌4上設(shè)有與光纖連接的接口，并保證接口的軸中心對(duì)稱，確保光纖傳輸線路在同一水平線。光纖2與激發(fā)光源3的b端連接，經(jīng)激發(fā)光源3與信號(hào)采集儀5及信號(hào)處理器6連接，進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)采集及處理。
[0027]運(yùn)動(dòng)物體I在運(yùn)行導(dǎo)軌4中為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體I在圓柱桿中為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，各組光纖2所形成的通路阻斷，信號(hào)采集儀5接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，并通過信號(hào)處理器顯示出來。同理通過下一組光纖時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，信號(hào)采集儀5可采集兩個(gè)脈沖信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間，通過計(jì)算出時(shí)間差，配合設(shè)定的同側(cè)光纖2之間的間距，可以直接計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體在此階段的速度值。
[0028]將一運(yùn)動(dòng)物體I依照運(yùn)行導(dǎo)軌4做自由落體實(shí)驗(yàn)，通過兩組光纖2時(shí)，信號(hào)采集儀5接收到脈沖信號(hào)，并由信號(hào)處理器6顯示出來，如圖2及圖3所示。兩組光纖的間距為19.5cm0
[0029]如圖2所示，Λ t = 0.13s，可計(jì)算得平均速度為1.5m/s。
[0030] 如圖3所示，Λ t = 0.06s，可計(jì)算得平均速度為3.25m/s。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖測(cè)速裝置，用于測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)物體的速度，其特征在于，所述的測(cè)速裝置包括光纖(2)、圓柱導(dǎo)桿(4)、激發(fā)光源(3)、信號(hào)采集儀(5)和信號(hào)處理器(6)，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體⑴在圓柱導(dǎo)桿⑷內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述的激發(fā)光源(3)分別通過光纖(2)與圓柱導(dǎo)桿⑷和信號(hào)采集儀(5)連接，所述的信號(hào)采集儀(5)與信號(hào)處理器(6)連接； 當(dāng)進(jìn)行光纖速度測(cè)試時(shí)，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體(I)在圓柱導(dǎo)桿(4)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，圓柱導(dǎo)桿(4)上的光纖(2)的通信受到運(yùn)動(dòng)物體(I)的阻斷從而發(fā)出脈沖信號(hào)，信號(hào)采集儀(5)接收該脈沖信號(hào)并發(fā)送給信號(hào)處理器(6)進(jìn)行處理并顯示，最終得到運(yùn)動(dòng)物體(I)的運(yùn)動(dòng)速度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的圓柱導(dǎo)桿(4)上設(shè)有多組測(cè)量端口，相鄰的測(cè)量端口間通過光纖(2)依次連接，首測(cè)量端口通過光纖(2)與激發(fā)光源(3)的光源輸出端連接，尾測(cè)量端口通過光纖(2)與激發(fā)光源(3)的光源輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的多組測(cè)量端口之間的間距為固定間距，所述的固定間距為等固定間距或設(shè)定的間距。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的測(cè)量端口包括一對(duì)正對(duì)設(shè)置的光纖接收端，并且在一對(duì)光纖接收端之間設(shè)有光通路，所述的光纖接收端與光纖⑵連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的圓柱導(dǎo)桿(4)的形狀包括直線型和彎曲型。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的激發(fā)光源(3)的數(shù)量為I個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖測(cè)速裝置，其特征在于，所述的信號(hào)采集儀(5)內(nèi)設(shè)有尚米樣頻率的米集卡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光纖測(cè)速裝置，用于測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)物體的速度，所述的測(cè)速裝置包括光纖、圓柱導(dǎo)桿、激發(fā)光源、信號(hào)采集儀和信號(hào)處理器，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體在圓柱導(dǎo)桿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述的激發(fā)光源分別通過光纖與圓柱導(dǎo)桿和信號(hào)采集儀連接，所述的信號(hào)采集儀與信號(hào)處理器連接，當(dāng)進(jìn)行光纖速度測(cè)試時(shí)，待測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體在圓柱導(dǎo)桿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，圓柱導(dǎo)桿上的光纖的通信受到運(yùn)動(dòng)物體的阻斷從而發(fā)出脈沖信號(hào)，信號(hào)采集儀接收該脈沖信號(hào)并發(fā)送給信號(hào)處理器進(jìn)行處理并顯示，最終得到運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測(cè)量精度高、范圍大、實(shí)用性強(qiáng)、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01P3/36
【公開號(hào)】CN104931716
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510252790
【發(fā)明人】林蘭天, 蔣瑾, 高琮, 張福樂, 薛亞靜, 王瑾, 曹晚霞, 申炎仃
【申請(qǐng)人】上海工程技術(shù)大學(xué), 高琮
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日