基于激光雙光束共模補償?shù)牧魉贉y量技術的研究.pdf

1、針對工業(yè)生產中高溫、高壓有毒等復雜環(huán)境下的流速測量，本文提出了基于激光多普勒效應的測速方法。應用半導體激光器的直接調制和雙光束共模補償實現(xiàn)流速的測量，大大提高了測量精度。
　　首先，通過查閱大量國內外文獻了解流速測量的意義及國內外的研究現(xiàn)狀，整理分析現(xiàn)階段應用的典型測速系統(tǒng)的優(yōu)缺點。通過半導體激光器直接調制特性的分析得出直接調制技術的優(yōu)點。通過對激光多普勒原理的理解，各種流速測量光路以及光纖光學理論的分析，設計測量光路并且推導出適

2、合本系統(tǒng)的數(shù)學模型。通過參考光束與測量光束實現(xiàn)外差測量，提高測量精度，抑制直流漂移；應用光纖傳導，大大提高了抗干擾的性能，實現(xiàn)了遠距離傳輸。
　　其次，對半導體激光器進行直接調制時，為達到較好的調制效果，選取適合本系統(tǒng)的半導體激光二極管。為提高數(shù)據(jù)處理精度選取了光電探測器和微處理器；設計了系統(tǒng)的硬件電路，如：電源電路、激光器驅動電路、調制信號產生電路、光電轉換電路、信號檢測、解調、濾波電路等。采用觸摸屏實現(xiàn)對測量結果的顯示并且設計

3、相應的觸摸屏電路。硬件電路的設計提高了測量速度和精度。
　　然后，為提高數(shù)據(jù)處理的效率和準確度，分析了頻譜分析法、計數(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，最終選取處理效率較高的快速傅里葉變換法對實驗數(shù)據(jù)進行處理；并且對數(shù)據(jù)處理過程進行程序設計。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，搭建實驗系統(tǒng)，分析試驗中存在的各項誤差，并采取一定的措施進行改進。在性能試驗中，驗證了半導體激光器