时分复用多普勒测速装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109116049A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201811059615.6(22)申请日2018.09.12(71)申请人西南交通大学地址610000四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人曾小龙周胜付范端罗胜年(74)专利代理机构成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227代理人李顺德(51)Int.Cl.G01P3/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称时分复用多普勒测速装置(57)摘要本发明涉及速度测量技术。本发明公开了一种时分复用多普勒测速装置，包括测试信号、参考信号和信号处理系统；所述测试信号投射到运动物体上，其反射信号输入信号处理系统与所述参考信号叠加，通过数据处理得到运动物体速度；所述测试信号分成n束投射到运动物体上，其反射信号分别经过n支延时器输入信号处理系统；其中，n为整数，n＞1。本发明利用时分复用技术对传统探测方式进行改进，大大降低探测器数量及示波器通道数，从而增大探测的一致性及降低测量成本。本发明能够实现多点测量，测量数据具有很强的一致性。测量装置结构简单，测量精度高。本发明可以广泛应用于速度测量领域，特别是高速测量，多点测量领域。CN109116049ACN109116049A权利要求书1/1页1.时分复用多普勒测速装置，包括测试信号、参考信号和信号处理系统；所述测试信号投射到运动物体上，其反射信号输入信号处理系统与所述参考信号混合，通过数据处理得到运动物体速度；其特征在于，所述测试信号分成n束投射到运动物体上，其反射信号分别经过n支延时器输入信号处理系统；其中，n为整数，n＞1。2.根据权利要求1所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述n支延时器延时依次为：t，2t…nt；t为设定的延时单位。3.根据权利要求1所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，测试信号和运动物体之间设置有n个环形器，n束测试信号信号分别经过环形器投射到运动物体上，其反射信号也通过所述环形器后再经过所述延时器输入信号处理系统。4.根据权利要求3所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述n个环形器具有相同结构和参数。5.根据权利要求1所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，延时器和信号处理系统之间连接有合束器，将n束反射信号和参考信号合并为一束输入信号处理系统。6.根据权利要求1所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述测试信号和参考信号由同一个信号源产生。7.根据上述权利要求1所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述信号源发出的信号为激光信号。8.根据权利要求7所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述激光信号为连续波激光信号。9.根据权利要求7所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述激光信号激光脉冲信号。10.根据上述权利要求7所述的时分复用多普勒测速装置，其特征在于，所述信号处理系统包括光电探测器、示波器和数据处理单元。2CN109116049A说明书1/4页时分复用多普勒测速装置技术领域[0001]本发明涉及速度测量技术，特别涉及一种通过多普勒效应测速的装置，具体而言，涉及一种时分复用多普勒测速装置。背景技术[0002]在速度测量技术中，利用运动物体对电磁波的多普勒效应来测定速度已经得到了广泛的应用，特别是对高速运动物体的速度测量。[0003]目前在激光干涉测速领域，常用的方法由单路激光组成。[0004]多普勒测速是基于光波多普勒效应和外差法搭建的测速装置，具有位移和速度连续监测、非接触测量和测试精度高等优点。[0005]传统的技术方案中，激光器射出激光经过光纤耦合器被分成两束，一束通过光纤耦合器直接进入探测器，称为参考光，另一束经过探头入射到运动物体，从运动物体反射的光，也就是信号光，产生多普勒频移，被探头收集也经过光纤耦合器入射到探测器，参考光和信号光因多普勒效应叠加，频率不一样从而干涉产生差频，被探测器和示波器记录。通过数据处理就可以得到运动物体的速度。[0006]在传统的技术方案中，主要存在以下几个问题：[0007]1.单点测量，其单模光纤的纤芯直径仅9微米，利用单模光纤作为探针，其测量的有效面积太小。针对大颗粒多晶或不均匀物质，无法有效的得到具有统计平均意义的数据。[0008]2.若采用多点测量，需要大量增加高带宽示波器及高频光电探测器的通道。大大增大测量成本。[0009]3.若在传统技术方案中采用多点测量，需使用多个探测器和示波器，同一型号的不同探测器会造成一致性下降，使得测量结果不够精确。[0010]4.对于多晶体材料或不均匀等材料不能使用单点测量。发明内容[0011]本发明利用时分复用技术对传统探测方式进行改进，大大降低探测器数量及示