基于激光多普勒效应的轴系振动综合测量

为了实现轴系的实时综合振动测量,提出了一种基于激光多普勒效应的能同时测量轴系弯曲振动与扭转振动的方法.设计了能分离轴系瞬时转速与其截面弯曲振动的多普勒外差干涉光路;针对弯扭振动特性搭建了相应地测试平台,并对贴在轴系上不同反光膜对多普勒频移影响进行了测试与对比,分析了微棱镜与玻璃微珠回归反射特性对轴系空间振动的影响;最后,在轴系表面采用回归反射强度特性显著的玻璃微珠反光膜,以削弱动态反射表面对多普勒效应的影响.针对数控立式铣床的切削转轴进行了相应的测量,结合设定的转速进行对比分析,结果表明:该原理可实现对轴系瞬时转速的波动与弯曲振动实时精确测量,其线速度的测量偏差小于±0.5 mm/s,可满足高速旋转状态下的轴系振动综合测量.     

激光微多普勒效应探测系统

建立了激光微多普勒效应探测系统,开展了利用激光微多普勒效应探测运动目标微小振动的实验研究.特征提取的结果表明:时-频分析方法适合于时变微多普勒信号的分析,能够有效地提取出运动目标的振动特征.     

一种新的信号分析方法在激光多普勒信号检测中的应用

为了提高激光多普勒测量固体运动参数的精度，提出了一种新型的非平稳信号分析方法，在算法中应用梯度下降方法推导出算法的系统方程，并且通过庞加莱映射给出系统稳定的存在条件。将该方法应用到激光多普勒测量50m处固体面内位移的信号检测中，对多普勒信号进行处理，估计多普勒频移。测试结果表明，该方法能够准确检测激光多普勒信号，测出数据的相对误差小于0．7％。     

激光多普勒测振技术应用的新进展

近年来,伴随着现代工业的高速发展,非接触式测量技术受到越来越多的关注。激光多普勒振动测量作为一种干涉测量技术,能够适用于难以通过加速度计或其他表面接触传感器获得振动测量的应用场景。激光多普勒测振仪（LDV）自1983年诞生以来,凭借其高精度、高效率、便于携带等特点,逐渐成为目前应用最广泛的非接触式振动测量设备,被广泛应用于各行各业。本文在分析激光多普勒测振技术基本原理的基础上,介绍了近年来LDV在农业、生命医学、航空航天,以及建筑工程领域的应用。     

惯性传感器在油气资源勘探中的应用相关技术分析

地震检波器作为一种惯性传感器主要用于在油气资源勘探中进行振动信号的接收和转换。惯性传感器的时候对地震资料的品质具有重要影响。本研究主要论述了油气藏的勘探方法现状,在此基础上分析了地震检波器的基本原理和使用特点以及分辨率的计算公式;认真的分析了地震波的形成和衰减,以动圈式检波器为例分析了包括噪音计谐波失真还有常见的组合方式,最后讨论了惯性传感器闭环系统的特点。     

基于激光多普勒效应的液体表面波探测研究

为了对低频液体表面波的频率和振幅进行测量,利用多普勒相干测速的工作原理,提出了一种液体表面散射激光与参考光相干涉的检测方法。对此进行了理论分析,得到了多普勒频移与液体表面波振幅之间的解析关系式,并利用贝塞尔函数分析了频谱分析图中解调出低频液体表面波频率的可行性,设计并实现了一套液体表面波多普勒相干检测的实验装置。结果表明,能够实时准确探测10Hz～40Hz的液体表面波参量,该方法为低频液体表面波的探测提供了新思路。     

利用激光多普勒效应测量流体速度

本文利用激光多普勒效应,设计了基于光纤结构流体速度测量装置,文中利用光纤激光器作为光源,采用光纤代替传统的光路,采用光纤分束器实现分光,采用制冷的雪崩光电二极管(APD)为探测器,来建成一个基本全光纤化的多普勒测速系统.     

激光多普勒测速实验系统

利用激光多普勒效应测量流体流速已成为近年来测速系统的发展趋势,激光多普勒测速具有高精度、非接触等优点,但由于激光器的限制此技术尚未广泛普及应用。详细推导了多普勒测速的原理和计算方法,相信能够为解决实际问题带来帮助,例如暖气管道流量计的设计等。     

激光多普勒效应回转体表面轮廓测量系统

提出一种基于激光多普勒效应的回转体表面轮廓测量系统。散射光的多普勒信号强度、信噪比是测量的重要参量，为此研究了多普勒差动方法、锁相环(PLL)频率跟踪器等技术，设计出差动纵向多普勒光路、频率跟踪特性良好的锁相环电路、精密旋转进给系统。实现了测量分辨率10μm，最大相对误差1．0％。     

激光双截面转速波动法监测转轴动态扭矩

基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速度。测得相邻时刻两截面的瞬时转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,进而实现转轴动态扭矩的直接监测。实验验证了该方法的可行性。与传统方法相比,该方法实时性强,具有较宽的动态范围,对动态扭矩的识别值提高了5%~10%,反映了转轴扭矩波动的动态特性。     

散射面位移激光多普勒测量技术的研究

研究利用激光多普勒效应在远距离对一般散射面进行横向位移测量的检测技术 .通过在光路中对信号调制 ,在电路中利用锁相放大器提高信噪比 ,解决了微弱信号检测的问题 .用锁相环路对丢失信号重构 ,改善了信号质量 .对测量原理进行了分析 ,阐明了进行微弱信号检测和信号重构的机理     

单纵模VCSEL自混合多普勒测速传感系统的设计

基于激光自混合原理研制了多普勒测速传感系统,应用单纵模垂直腔面发射激光器(VCSEL),简化了光路设计;应用差频模拟锁相环技术处理微弱自混合多普勒信号,提高了测速精度和动态范围;应用单片机进行数字采样测量多普勒频移和计算物体的运动速度,实现了传感系统的集成化和小型化.实验结果表明,该传感系统在采样时间为0.1S的条件下,测速精度优于1%,测速范围达到30～500 mm/s,具有非接触式测量、测速精度高、动态范围大、结构简单、成本低和易于集成化等优点,在生物工程测量等领域有着广泛的应用前景.

Abstract：

The Doppler velocity sensor system based on laser self-mixing effect applies single-longitudinal-mode vertical-cavity surface-emitted laser (VCSEL),simplifying the optical path.And it uses difference frequency analogy phase locked loop (APLL) to process the self-mixing Doppler signal,so both the velocity measurement accuracy and dynamic range can be improved obviously.And it uses microcontroller unit (MCU) to make digital sampling and measure the Doppler signal frequency to obtain the velocity of the target,realizing the integration and miniaturization of velocity sensor systems.The experimental results show that,with the sampling time of 0.Is,the velocity measurement accuracy is better than 1%,and the dynamic range is from 30mm/s to 500 mm/s.The Doppler velocity sensor system has advantages of non-touch measurement,high accuracy of velocity measurement,wide dynamic range,simple configuration,low cost,and convenience in integration,so it has wide applications in such fields as bioengineering measurement.     

新型声光通信激光多普勒信号的鉴频电路

根据激光多普勒测振技术进行声光通信的工作原理,设计一种新型、小型激光多普勒测振信号鉴频电路。该电路根据外差探测原理,本地振荡器输出信号与探测信号混频得到一路信号,经90°移相后的本地振荡器输出信号再与探测信号混频得到另一路信号,利用这两路信号得到了多普勒频移量和声源振动的频率。利用扬声器激发的水面模拟振源进行实验,表明该电路可有效测量的振动频率范围为300 Hz~10 kHz,证明可用于水下光声通信。     

基于Janus配置的激光多普勒测速仪

为了减小地面凹凸不平、载体颠簸对速度测量的影响,提出并设计了基于Janus配置的激光多普勒测速仪(LDV).通过系统中两个参考光束型子系统所得到的多普勒频率对发射倾角的变化量进行补偿,从而提高测量精度.理论分析和实验结果表明,基于Janus配置的LDV对发射倾角不敏感,测量精度远高于传统的参考光束型LDV.以电子里程计...     

激光多普勒扭转振动测试技术的研究

提出了一种差动式可辨向激光多普勒扭转振动测试仪 ,计算并分析了激光多普勒技术的双相检测和矩形光栅的衍射光强分布。采用相位光栅作为光学混频器件 ,提高了测量的信噪比并充分地利用了光能。实验表明 ,该系统能有效地实现旋转轴可辨向扭转振动的测量 ,并可获得较高的精度     

基于激光多普勒测速的流场测试技术

激光多普勒测速技术,作为一种非接触式测速技术,具有测速精度高,测速范围广,空间分辨率高,不影响流场分布、可测远距离速度场等优点。因此多普勒测速技术已经在众多领域中得到广泛的应用。本文主要从理论上对激光多普勒测速技术进行分析,从实验角度阐述了激光多普勒测速技术的工作机理。并对激光多普勒测速技术在内燃机中流场测试应用的可行性进行分析,最后介绍了多普勒测速技术在内燃机流场测试中的应用和国内外发展情况。