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％。     

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％。     

激光多普勒测量二相流动用固体球做的实验

标准的二相流动实验装置表示在图1a.它包含一个能够喷射平均直径为1.3μm的硅油粒子的空气喷嘴,射流是依靠来自原型的DISA粒子发生器的空气并通过直径为10mm的铜管而产生的.用线悬挂一个高度抛光的钢球做成一个摆,使它穿越射流来回摆动.在固体和气体二相流动中,摆动球可看作相当于全反射粒子的典型代表.     

激光多普勒技术测量大尺寸直径的研究

介绍了激光多普勒技术用于大尺寸直径测量的原理 ,并据此设计了新型差动激光多普勒大尺寸直径测量系统。采用差动型光学系统并使用声光调制器对测量光束进行调制 ,提高了系统的测量精度。高频信号和低频信号分开处理 ,消除了信号的相互干扰。实验结果反映了系统良好的线性度。线性回归的相关系数达到 0 .9999,相对测量精度为 3× 10 - 4 。     

基于激光位移传感器圆径测量的角度安装误差研究

基于激光位移传感器的工件圆径和圆度测量被广泛应用于工业现场的产品质量检测过程中。文中研究了激光位移传感器的角度安装误差对工件圆径测量结果的影响,并提出校准方法。首先,将定量分析位移传感器的角度安装误差与计算得到的圆径结果的误差之间的关系。其次,提出了一种位移传感器角度安装误差校准方法,该方法可在标准圆圆径未知的情况下,根据不同位置下的3个位移传感器的测量值,精确计算出传感器的角度安装误差。详细说明了该校准方法的建模过程,通过仿真确认角度安装误差校准方法的有效性。最后,利用三坐标测量仪对角度安装误差进行校准。实验结果表明,校准后的圆径测量误差从20 μm提高到1.5 μm。     

非多普勒激光传感器测量风速

佐治亚技术研究所的Benlen’kii研制出一种非多普勒单端激光风力传感器原型。这种传感器以称为残余湍流闪烁效应的激光束降解现象为基础，将激光束露天发送到反射目标。从而产生一种活动激光斑纹或干涉条纹、图样来测量长距离上的侧风速。条纹对比度、即通过激光束运动的阴影波严格与传播路径中的湍流强度有关。条纹运动与空气运动或路线积分的侧风有关。科学家用一个接收望远镜观察活动散斑图，通过望远镜焦面上两只水平分离探测器信号之间的交叉相关确定了路线积分风速（见图）。位于激光器旁的非多普勒风力传感器的光学系统。传感器远距…     

用激光测量固体表面的速度

本文描述一组用激光多普勒测述原理测量固体表面运动速度的实验。实验中，把各种被测的固体试件固定在一个精密低速转合的圆周上，然后测量其线速度，并把测得的结果与转台所指示的速度进行比较。实验证明：选种方法可以测量大多数固体表面的运动速度，精度达1～2％。这一工作为激光多普勒测速技术进一步用于工业测量提供了一些实验基础。     

用旋转三角法测量弹头轮廓表面

为了实现对弹头轮廓表面的测量,并且达到高测量精度,文中介绍了对经典三角法加以改进后的旋转三角法,引入球面坐标系,把大测量范围转换为小测量范围,并给出用Visual Basic编译的测量应用程序。根据实验数据重构出弹头的三维轮廓表面,绘出弹头剖面图。结果表明旋转三角法测量结果与理论分析相符,成倍地缩小了测量范围,实现了对大变化范围弹头表面的测量,提高了测量精度。旋转三角法是类球形物体高精度测量的一种推荐使用方法。     

基于非线性曲线拟合的温湿度测量数据处理方法

空气钻井中,小流量地层出水比大流量出水的危害大,准确检测出水量十分重要。温度对湿度测量影响最大,因此为了及时准确判断地层出水量大小,必须对测量数据进行温度补偿。文章提出利用MATLAB软件对测量数据进行3种不同曲线函数拟合,比较并建立了准确可用的温度补偿的数学模型。     

基于激光散射的表面粗糙度测量系统研究

为了测量金属和绝缘表面两种材料的粗糙度参量,采用了基于激光散射法的斜入射粗糙度测量系统。用半导体激光器作光源,用互补金属氧化物半导体工业相机拍摄粗糙度表面的散射光斑,分析光斑特征参量与粗糙度之间的对应关系,通过理论分析和实验验证了特征参量与粗糙度值之间存在单调性关系,利用MATLAB设计图形用户界面,实现粗糙度值的一键式测量功能。结果表明,该系统的系统结构简单,对金属样品和塑料绝缘表面进行测试,测量结果与触针式测量之间的误差小于8%(其中绝缘表面小于5%),能够实现不同材料表面的粗糙度值测量。这一结果对物体表面的粗糙度测量研究是有帮助的。     

非定步长算法在复杂曲面形貌测量中的应用

通过实验，把非定长算法应用于复杂曲面形貌解调中进行了实际处理。实验结果表明：该算法对于存在盲区和孔洞变形栅的处理过程中，能够准确地解调出相位。     

固体散射体二维位移传感器的研究

应用激光多普勒效应 ,设计了用两声光调制器获得三束测量光的声光调制、双光束差动、大口径接收的光学结构 ,提出了计算机实时跟踪丢失信号的位移补偿方法 ,实现了对普通纸张表面和前苏联生产的各种加工方法(车、铣、刨、磨 )的粗糙度样板的二维面内位移的远距离测量 ,测量距离为 10m ,测量精度为± 0 5 %。     

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。     

基于混合编程的高精度激光多普勒信号处理技术

针对激光多普勒信号中存在较大噪声干扰的实际情况,为了抑制这些噪声干扰,提高激光多普勒测速仪的测量精度,提出了对激光多普勒信号进行最小均方差(LMS)自适应滤波后作快速傅里叶变换(FFT),基于混合编程思想对所得到的频谱,先进行频谱细化,再进行频谱校正的信号处理方法,并对理想正弦信号和实测多普勒信号分别进行仿真计算和实验研究。仿真和实验结果表明：LMS自适应滤波技术可以有效抑制激光多普勒测量中的多频率噪声的干扰,此技术能够适应于很宽的信噪比范围,大大提高多普勒信号的信噪比;频谱细化技术可以提高激光多普勒信号的频谱分辨率,频谱校正技术可以准确地校正多普勒频率,使校正后的频率更加接近于真实值;信号处理精度比直接进行FFT提高2~3倍。     

表面粗糙度的激光非接触检测方法

表面粗糙度的测量一直面临着提高测量精度、抗干扰能力和测量速度的挑战,针对这 一问题,本文重点介绍了几种比较完善的激光非接触测量方法的原理和优缺点,并分析了表面粗糙度测量技术的发展趋势。     

激光多普勒效应在地震波勘探中的应用研究

传统地震检波器为“永磁-动圈”式电磁检波器,在信号捡取过程中易受电磁干扰,存在非线性;基带传输的低频模拟信号(10～300 Hz)会受干扰。提出一种应用切向激光多普勒技术的地震波检测方法,采用优化设计的差动光路结构方案,研究了信号处理单元的适宜带宽。通过F/V转换可以实时地得到被测速度、位移、加速度和频率。实现了线性测量的频率范围1.0～1000Hz,动态范围100dB。     

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。     

非均匀散射背景下的列车测速信号建模仿真

由于多普勒效应,高频连续波雷达在列车与地面发生相对运动时会产生相应的频移,利用此频移可以精确地求解出列车速度。由于天线具有方向性,雷达在照射到地面时不会以点目标进行反射,而是以整个反射面的回波进入雷达信号处理系统中,且不同的反射介质会使反射波存在功率方面的差异,因此需要建立相关的数学模型。提出了一种在非均匀散射背景下列车测速信号的多普勒模型,建立了完整的测速数学模型,分析了不同散射界面的散射系数,通过仿真证明了模型的合理性与有效性。     

激光多普勒细水雾雾场特性实验研究

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,对三维APV(adaptivephase/Dopplervelocimeter)的光路系统设计了合适的参数,并进行了合理地布局。对细水雾雾场进行了实验研究,细水雾的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果。