一種便攜式激光多普勒測(cè)速系統(tǒng)的研究.pdf

1、一種便攜式激光多普勒測(cè)速系統(tǒng)的研究OpticalSystemDesignofaPortableLaserDopplerVelocimeter學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程研究生：宮仁敏指導(dǎo)教師：謝洪波副教授天津大學(xué)精密儀器與光電子學(xué)院二零一零年六月一奄一苓牛六月l“，A摘要多普勒測(cè)速技術(shù)是通過檢測(cè)流體中運(yùn)動(dòng)微粒散射光的多普勒頻率，并根度和多普勒頻率之間的線性關(guān)系，來獲得流體速度信息。其空間分辨率米量級(jí)，表征流速的多普勒信號(hào)以光為載波，測(cè)量動(dòng)態(tài)響應(yīng)快

2、。作為一測(cè)量技術(shù)，它可用于高溫、有毒、有腐蝕性等流體的速度測(cè)量，并且對(duì)擾。測(cè)量工業(yè)生產(chǎn)中固定污染源排放的煙塵流速，本課題研究了一種基于雙的便攜式激光多普勒測(cè)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由光學(xué)系統(tǒng)以及信號(hào)采集與組成。系統(tǒng)的作用是將流體的速度信息調(diào)制到光信號(hào)中，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。利準(zhǔn)直激光器作為光源，消偏振分光棱鏡、等腰直角棱鏡以及聚焦透鏡實(shí)束的分束、聚焦，形成干涉條紋。待測(cè)煙塵微粒穿過干涉條紋時(shí)發(fā)出的散射光，經(jīng)接收透鏡、針孔光闌后聚焦到雪崩光電二極管

3、(APD)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒光信號(hào)的探測(cè)。信號(hào)采集與處理系統(tǒng)由信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)(～D)轉(zhuǎn)換電路、中央處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及各種接口電路組成。APD輸出的信號(hào)先經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大、濾波，再經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。TI公司的C6000系列DSP作為中央處理單元，對(duì)來自A／D轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，獲得多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率與流體速度的線性關(guān)系計(jì)算出流體的速度。最后，搭建了實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)證明