光强自适应型激光多普勒测速仪.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CN105807287A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610273792.9(22)申请日2016.04.28(71)申请人中国工程物理研究院流体物理研究所地址621000四川省绵阳市游仙区绵山路64号(72)发明人陈浩玉文雪峰汤铁钢莫俊杰金山张茹蒲国红(74)专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所51213代理人刘兴亮(51)Int.Cl.G01S17/58(2006.01)G01S7/491(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称光强自适应型激光多普勒测速仪(57)摘要本发明涉及光电瞬态测试技术领域，提供一种光强自适应型激光多普勒测速仪，以解决现有激光多普勒测速仪在爆轰加载测试时出现的信号波形超屏并丢失信号的问题，其包括激光器、第一光纤分束器、环形器、光纤探头、光纤耦合器、光强自动增益调节反馈模块，光强自动增益调节反馈模块包括光强调制器、控制器、差分比较器、第一光电转换器、第二光电转换器、第二光纤分束器、第三光纤分束器、第三光电转换器。本发明提出的技术方案保证了激光多普勒测速仪获得的干涉信号一直处于稳定状态，改善了激光多普勒测速仪信噪比不稳定以及信噪比差的缺点，另外还避免了光强突变带来的超屏信号丢失现象，解决了现有技术中的激光多普勒测速仪的有效信号丢失问题。CN105807287ACN105807287A权利要求书1/1页1.一种光强自适应型激光多普勒测速仪，其包括激光器(1)、第一光纤分束器(2)、环形器(15)、光纤探头(3)、光纤耦合器(4)，所述激光器(1)与第一光纤分束器(2)的输入端连接，所述第一光纤分束器(2)的一个输出端与环形器(15)的第一端口(a)连接，所述环形器(15)的第二端口(b)与光纤探头(3)连接，其特征在于：还包括光强自动增益调节反馈模块，所述光强自动增益调节反馈模块包括光强调制器(5)、控制器(6)、差分比较器(7)、第一光电转换器(8)、第二光电转换器(9)、第二光纤分束器(10)、第三光纤分束器(11)、第三光电转换器(12)，所述第二光纤分束器(10)的输入端与第一光纤分束器(2)的另一个输出端连接，所述第二光纤分束器(10)的一个输出端与第一光电转换器(8)的输入端连接，所述第二光纤分束器(10)的另一个输出端与光纤耦合器(4)的一个输入端连接，所述差分比较器(7)的一个输入端与第一光电转换器(8)的输出端连接，所述差分比较器(7)的另一个输入端与第二光电转换器(9)的输出端连接，所述差分比较器(7)的输出端与控制器(6)的输入端连接，所述光强调制器(5)的光输入端与环形器(15)的第三端口(c)连接，所述光强调制器(5)的电输入端与控制器(6)的输出端连接，所述光强调制器(5)的输出端与第三光纤分束器(11)的输入端连接，所述第三光纤分束器(11)的一个输出端与光纤耦合器(4)的另一个输入端连接，所述第三光纤分束器(11)的另一个输出端与第二光电转换器(9)的输入端连接，所述光纤耦合器(4)的输出端与第三光电转换器(12)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的光强自适应型激光多普勒测速仪，其特征在于所述控制器(6)被配置成：根据差分比较器(7)输出值调节光强调制器(5)的输出，使光纤探头(3)接收到的反射光光强与激光器(1)发射的参考光光强相等。3.根据权利要求1或2所述的光强自适应型激光多普勒测速仪，其特征在于还包括与第三光电转换器(12)连接的频率信息提取模块(14)，所述频率信息提取模块(14)用于根据第三光电转换器(12)得到的电压信号，通过傅立叶变换得到对应的频率信息。4.根据权利要求1所述的光强自适应型激光多普勒测速仪，其特征在于所述控制器(6)为FPGA、DSP或ARM。2CN105807287A说明书1/4页光强自适应型激光多普勒测速仪技术领域[0001]本发明属于光电瞬态测试技术领域，特别涉及一种光强自适应型激光多普勒测速仪。背景技术[0002]激光多普勒测速技术是一种近年来逐步兴起并且发展迅猛的瞬态速度历程检测技术，由于其具有非接触式、连续测量的特点，现已广泛应用于各种爆轰加载实验中，获取被测物体靶面的瞬态速度演化历程，以对爆轰物理过程进行精确分析。[0003]爆轰物理实验中使用的激光多普勒测速技术是一种使用通讯波段波长激光为光源，微型光纤探头为末端传感器的全光纤式瞬态测速仪器。图1为现有技术中的激光多普勒测速仪的原理结构图，如图1所示，光纤探头收集出射至靶面并被靶面反射回来的信号光，并通过长距离光缆返回，与仪器内部参考光耦合并形成干涉光，当被测靶面发生运动时，由于多普勒效应，反射回来的信号光频率产生与靶面运动速度成正比的偏移，导