激光多普勒散射體高速運(yùn)動測量技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的飛躍發(fā)展，特別在航空航天、機(jī)械制造、國防軍工領(lǐng)域，對物體高速運(yùn)動參數(shù)的檢測的需求日益迫切。而激光多普勒效應(yīng)具有精度高、動態(tài)響應(yīng)快、測量范圍大、非接觸性測量、抗電磁干擾、對橫向振動干擾不敏感等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外的普遍重視，具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文應(yīng)用外差多普勒方法，對爆炸容器高速形變過程進(jìn)行分析和研究，完成了激光多普勒位移測量系統(tǒng)的設(shè)計。 本課題主要研究運(yùn)動速度在-10m/s～+20m/s范圍內(nèi)的非接觸固體形變過

2、程及其形變速度和振動參數(shù)的檢測技術(shù)。 主要完成了以下工作： 1．完成多普勒效應(yīng)測量高速運(yùn)動技術(shù)的理論分析研究，設(shè)計了外差式激光多普勒光路，采用聲光調(diào)制器，辨別形變及運(yùn)動方向，提高信號的信噪比，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。根據(jù)散斑理論和高斯光學(xué)理論，分析了光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)與多普勒信號強(qiáng)度的關(guān)系，優(yōu)化激光多普勒光路各項參數(shù)。 2．完成系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，研制樣機(jī)，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有調(diào)試方便，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，經(jīng)受了長途運(yùn)輸和爆炸現(xiàn)

3、場的考驗(yàn)，使儀器達(dá)到了現(xiàn)場使用的水平。 3．研究系統(tǒng)測量信號與被測體材料的關(guān)系、表面紋理的作用。研究了玻璃微珠蘇格蘭片及微珠反光漆特性，以及提高散射光強(qiáng)的各種途徑。 4．研究半導(dǎo)體自混頻效應(yīng)，包括自混合的模型、反饋系數(shù)和測量原理，分析了VCSELs的調(diào)制特性，初步探討了自混頻效應(yīng)在離面測量中的應(yīng)用。 5．編寫Labview軟件對信號進(jìn)行采集，采用短時傅立葉變換的方法處理數(shù)據(jù)，完成了整個系統(tǒng)的調(diào)試，并用于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，