基于激光雙光束共模補(bǔ)償?shù)牧魉贉y(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中高溫、高壓有毒等復(fù)雜環(huán)境下的流速測(cè)量，本文提出了基于激光多普勒效應(yīng)的測(cè)速方法。應(yīng)用半導(dǎo)體激光器的直接調(diào)制和雙光束共模補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)流速的測(cè)量，大大提高了測(cè)量精度。
　　首先，通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)了解流速測(cè)量的意義及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，整理分析現(xiàn)階段應(yīng)用的典型測(cè)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制特性的分析得出直接調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)激光多普勒原理的理解，各種流速測(cè)量光路以及光纖光學(xué)理論的分析，設(shè)計(jì)測(cè)量光路并且推導(dǎo)出適

2、合本系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)參考光束與測(cè)量光束實(shí)現(xiàn)外差測(cè)量，提高測(cè)量精度，抑制直流漂移；應(yīng)用光纖傳導(dǎo)，大大提高了抗干擾的性能，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸。
　　其次，對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行直接調(diào)制時(shí)，為達(dá)到較好的調(diào)制效果，選取適合本系統(tǒng)的半導(dǎo)體激光二極管。為提高數(shù)據(jù)處理精度選取了光電探測(cè)器和微處理器；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件電路，如：電源電路、激光器驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路、光電轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)檢測(cè)、解調(diào)、濾波電路等。采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的顯示并且設(shè)計(jì)

3、相應(yīng)的觸摸屏電路。硬件電路的設(shè)計(jì)提高了測(cè)量速度和精度。
　　然后，為提高數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確度，分析了頻譜分析法、計(jì)數(shù)法、快速傅里葉變換法等多種數(shù)據(jù)處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選取處理效率較高的快速傅里葉變換法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；并且對(duì)數(shù)據(jù)處理過(guò)程進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。智能化的方式處理數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)處理的速度和精度都有很大的提高。
　　最后，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分析試驗(yàn)中存在的各項(xiàng)誤差，并采取一定的措施進(jìn)行改進(jìn)。在性能試驗(yàn)中，驗(yàn)證了半導(dǎo)體激光器