激光多普勒测振仪中光学天线的优化设计与测试

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作者 郑帅君 谢涛 +5 位作者 马赛 张余豪 张聪 关向雨 袁晨智 金锐博 《武汉工程大学学报》 CAS 2024年第4期431-438,共8页

传统的激光测振仪多使用氦氖激光器,不满足人眼安全条件,在户外容易受到太阳光干扰。其使用的光学天线大多数仅能工作于氦氖激光器的辐射波段,同时存在结构复杂、成本较高、收集效率低、工作距离较短等不足。为了解决以上问题,基于近红... 传统的激光测振仪多使用氦氖激光器,不满足人眼安全条件,在户外容易受到太阳光干扰。其使用的光学天线大多数仅能工作于氦氖激光器的辐射波段,同时存在结构复杂、成本较高、收集效率低、工作距离较短等不足。为了解决以上问题,基于近红外波段透镜组的扩束和聚焦原理,以Zemax作为设计工具,以点列图和波前图为主要分析手段,设计并制作了一款可工作于1550 nm的三片式收发一体光学天线,结构简单,成本低。分析结果显示:在0.3~15.0 m的工作距离范围内均可获得直径小于2 mm的聚焦光斑;测试结果显示其最大收集效率可达到51.6%。同时,将该光学天线应用于自主设计搭建的激光多普勒测振仪中,实现了不同工作距离下的振动测量,有效扩展了激光测振仪的应用范围和应用场景,在机械、航空、建筑、医学、农学等领域有很大的应用潜力。 展开更多

关键词 扩束聚焦镜 ZEMAX 激光多普勒测振仪

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激光测振多普勒信号仿真技术研究

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作者 方超 黄勇 +2 位作者 章兵 周宇星 朱沙 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第S01期155-160,共6页

JJF1219-2009《激光测振仪校准规范》提出用调频电信号校准外差式激光测振仪信号采集、处理电路的方法,该方法对产生标准调频信号的信号发生器提出了很高要求,目前还没有激光测振仪校准专用的调频信号发生器,而通用函数信号发生器,在最... JJF1219-2009《激光测振仪校准规范》提出用调频电信号校准外差式激光测振仪信号采集、处理电路的方法,该方法对产生标准调频信号的信号发生器提出了很高要求,目前还没有激光测振仪校准专用的调频信号发生器,而通用函数信号发生器,在最大频移、调制振动频率范围等方面不能完全满足要求。通过研究数字信号合成技术,设计基于PC、FPGA和高速数模转换器(DAC)的多普勒调频信号发生器,实现激光多普勒调频信号模拟的仿真信号输出,具有参数设置灵活,带宽高,频率稳定性好的优点,经测试,该仿真信号达到了校准需要的技术要求,可用来评价外差式激光测振仪的信号采集、信号处理电路相关参量的计量特性。 展开更多

关键词 计量学 外差式激光测振仪 振动校准 多普勒频移 数字合成

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全光纤激光多普勒测振仪空气耦合振动检测 被引量：6

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作者 李斐斐 吴谨 +3 位作者 赵志龙 王东蕾 叶征宇 于彦明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2549-2554,共6页

采用外差探测方式,建立了全光纤结构的激光多普勒测振仪,用来测量经空气传播耦合引起的散射体振动,以期感知振源振动信息。实验探索了散射体材料、固定方式和相对振源位置等对空气耦合振动的影响,得到了200～2700Hz频率范围内6种散射体... 采用外差探测方式,建立了全光纤结构的激光多普勒测振仪,用来测量经空气传播耦合引起的散射体振动,以期感知振源振动信息。实验探索了散射体材料、固定方式和相对振源位置等对空气耦合振动的影响,得到了200～2700Hz频率范围内6种散射体振动响应特性曲线。结果表明:通过空气耦合引起的散射体振动,在相同振源振幅下,散射体振动的振幅一般随频率升高而升高;在材料、固定方式和相对振源位置等因素中,散射体材料对振动响应特性的影响是主要的,后两者只影响局部细节。 展开更多

关键词 激光技术 激光多普勒测振仪 振动响应 光学外差探测

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一种激光多普勒测振仪的自我消噪技术 被引量：1

4

作者 杜岩 刘敬楠 +2 位作者 谢谟文 张晓勇 霍磊晨 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期260-265,共6页

该文通过在系统中增加反光器,实现了仪器自振的测量,并依据仪器自振信号设计一种可自我矫正的新型激光多普勒测振系统,并与传统测振系统进行对比。新系统所测信号的频谱分析图明显更接近拾震器所测结果,均方误差平均值为0.08%。此外,新... 该文通过在系统中增加反光器,实现了仪器自振的测量,并依据仪器自振信号设计一种可自我矫正的新型激光多普勒测振系统,并与传统测振系统进行对比。新系统所测信号的频谱分析图明显更接近拾震器所测结果,均方误差平均值为0.08%。此外,新系统的测量误差平均降低了1.06个百分点,有效信号信噪比平均提升22.72 dB。新系统的测量精度会随着设备自振的增加有明显升高,但提升的效果会存在一定阈值限制。 展开更多

关键词 风电机组 激光多普勒测振仪 自我矫正 信噪比 故障检测

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基于激光多普勒测振仪的透明固体二维动态应力场测量

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作者 安志武 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第4期580-580,共1页

激光多普勒测振仪(Laser Doppler vibrometer,LDV)是一种测量物体表面振动的仪器,被广泛应用于基础科学领域。为得到LDV的测量值和固体中应力值的关系,中国科学院声学研究所超声技术中心左炜翌及其导师安志武等提出了一种新型测量方法,... 激光多普勒测振仪(Laser Doppler vibrometer,LDV)是一种测量物体表面振动的仪器,被广泛应用于基础科学领域。为得到LDV的测量值和固体中应力值的关系,中国科学院声学研究所超声技术中心左炜翌及其导师安志武等提出了一种新型测量方法,可以直接测量透明固体中的应力场。相比电测法、光弹法等传统方法,这种新型测量方法具有较高的灵敏度和直观性,可用于透明固体内超声波的观测。此外,该方法仅对动应力敏感,对静应力无响应,因此具有不受透明固体残余应力影响的优点。 展开更多

关键词 激光多普勒测振仪 ldv 基础科学领域 光弹法 电测法 新型测量 动态应力场 静应力

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激光多普勒测振仪研究综述 被引量：51

6

作者 刘杰坤 马修水 马勰 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1-5,共5页

激光多普勒测振仪以其在振动测量方面的优良特性,越来越受到人们的关注。本文介绍了激光多普勒测振仪的测振原理,重点介绍了单点式激光多普勒测振仪、扫描型激光多普勒测振仪、三维多普勒激光测振仪等的工作原理及优缺点。针对存在的问... 激光多普勒测振仪以其在振动测量方面的优良特性,越来越受到人们的关注。本文介绍了激光多普勒测振仪的测振原理,重点介绍了单点式激光多普勒测振仪、扫描型激光多普勒测振仪、三维多普勒激光测振仪等的工作原理及优缺点。针对存在的问题与不足,对其在工程应用中的关键技术进行了探讨,提出改进建议。 展开更多

关键词 激光多普勒测振仪 单点式激光测振仪 扫描型激光测振仪 三维激光测振仪

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利用激光多普勒测振仪的空气耦合超声声场测量 被引量：1

7

作者 吴樵 周雨轩 +1 位作者 廉国选 王小民 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第4期563-569,共7页

针对空气耦合超声信号微弱、难以直接测量的问题,进行了空气耦合超声声场测量的实验研究.使用激光多普勒测振仪测量由声波引起的激光路径上的介质折射率变化,进而得到空气和固体材料内部的时域瞬态声压.通过直接测量空耦换能器的辐射声... 针对空气耦合超声信号微弱、难以直接测量的问题,进行了空气耦合超声声场测量的实验研究.使用激光多普勒测振仪测量由声波引起的激光路径上的介质折射率变化,进而得到空气和固体材料内部的时域瞬态声压.通过直接测量空耦换能器的辐射声功率,给出对单个空耦换能器灵敏度的直接评价方法.用空耦换能器激励K9玻璃板的漏兰姆波,观测到空气中的直达波和反射波、固体板内和空气中的漏兰姆波,实现了空气和固体中微弱声波的非侵入式实验测量,为空耦换能器的特性评估和空耦检测系统的声场测量提供了实验方法. 展开更多

关键词 激光多普勒测振仪 空耦换能器 声压测量

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DRNN在激光多普勒测振仪测声系统中的应用 被引量：4

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作者 白涛 吴谨 +2 位作者 李明磊 万磊 李丹阳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期109-114,共6页

为了降低激光多普勒测振仪在测声过程中给语音信号中引入的噪声,采用深度循环神经网络语音信号去噪的方法,对从激光多普勒测声系统采集回来的语音信号做降噪处理,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,利用层数为1层～3层、每层神经元... 为了降低激光多普勒测振仪在测声过程中给语音信号中引入的噪声,采用深度循环神经网络语音信号去噪的方法,对从激光多普勒测声系统采集回来的语音信号做降噪处理,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,利用层数为1层～3层、每层神经元个数为1024的深度循环神经网络,对-6dB～6dB信噪比的语音信号进行处理,随着层数的增加,语音信号的质量在多项评价指标上达到8dB～12dB的提升;深度循环神经网络可以有效对激光多普勒测声系统采集的语音信号进行降噪处理。该研究对提升语音信号的质量有着实际意义。 展开更多

关键词 激光技术 激光多普勒测振仪 语音信号去噪 深度循环神经网络

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基于激光多普勒测振的危岩体岩桥长度测量 被引量：6

9

作者 杜岩 陆永都 +2 位作者 谢谟文 贺铮 马国星 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期560-565,共6页

危岩块体的快速识别,一直是岩土工程灾害研究的热点和难点问题。实际上,岩桥贯通是导致岩体失稳的重要因素,因此在对边坡危岩进行快速识别时,需要对岩桥长度等进行定量评价。通常岩桥的直接测量是很难实现的,这不仅需要详细的地质信息,... 危岩块体的快速识别,一直是岩土工程灾害研究的热点和难点问题。实际上,岩桥贯通是导致岩体失稳的重要因素,因此在对边坡危岩进行快速识别时,需要对岩桥长度等进行定量评价。通常岩桥的直接测量是很难实现的,这不仅需要详细的地质信息,还需要大量的原位实验进行评价。这些工作往往耗时且耗费昂贵,而间接的评估方法更容易应用于工程实践。基于此,应用新型激光多普勒测振仪(LDV),对岩体进行远程振动监测得到其固有振动频率;基于物理力学模型,分析基于固有振动频率的岩桥计算长度间接测量算法;讨论岩桥贯通率指标的模糊识别算法及其应用优势。实验中,基于激光多普勒测振仪的固有振动频率监测可为岩块体岩桥长度提供数据支持,误差最大为16.47%,最小为0.46%,平均误差为6.81%,相关性高达0.9857。同时,该技术还可实现岩桥贯通率等指标的模糊识别,其方法所计算的结果与实际基本吻合,平均误差仅为3.25%。这种岩桥贯通率的模糊识别计算方法,不需要块体大小和质量等信息,可为现场提供1种相对方便的危岩体早期判识指标,从而实现提醒工程注意和预警的目的。基于LDV的振动监测可为危岩体的快速识别提供数据支持,并为工程中更好的应对边坡崩塌灾害提供支持。 展开更多

关键词 危岩块体 激光多普勒测振仪(ldv) 岩桥长度 固有振动频率 快速识别

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激光多普勒测速系统自适应阈值检测算法 被引量：6

10

作者 黄鑫 胡姝玲 +3 位作者 牛燕雄 李晓佩 李军 刘冬雪 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期992-997,共6页

信号检测是激光多普勒测速(LDV)系统实现高精度的关键技术,针对LDV中微弱多普勒信号的检测,本文从噪声在频域中的统计特性出发,对多普勒信号进行带阻滤波,结合雷达的恒虚警(CFAR)检测技术,设计了基于频域的单元平方和自适应阈值检测算... 信号检测是激光多普勒测速(LDV)系统实现高精度的关键技术,针对LDV中微弱多普勒信号的检测,本文从噪声在频域中的统计特性出发,对多普勒信号进行带阻滤波,结合雷达的恒虚警(CFAR)检测技术,设计了基于频域的单元平方和自适应阈值检测算法以解决在低信噪比(SNR)的环境中LDV的信号检测问题,提高LDV的信号探测能力,同时降低其虚警概率。仿真与实验的结果表明:该算法与固定阈值相比可以在SNR为-12 d B时实现信号的完全检测,保持低虚警概率,运算简单,工程适用性强。 展开更多

关键词 激光多普勒测速(ldv)系统 频域信号检测 恒虚警(CFAR) 低信噪比(SNR) 自适应阈值

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激光多普勒闪烁信号处理中的小波变换方法 被引量：1

11

作者 郑颖君 吕进 周文晖 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期85-87,共3页

文中讨论小波变换应用于激光多普勒信号处理的方法。研究表明 ,通过连续小波变换 ,可检测多谱勒闪烁信号频移 ,在尺度域上突出测量体积中多粒子多普勒闪烁叠加信号的特征 。

关键词 激光多普勒闪烁信号 小波变换 多粒子状态 激光多普勒测速仪 ldv

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ZZ560型轴流式水轮机改造尾水管进口流速LDV测试

12

作者 税彪 邓万权 +2 位作者 刘珏 李仲全 钱敏 《水电与新能源》 2025年第4期5-8,共4页

低水头轴流式水轮机尾水管的水力损失在整个机组的水力损失中占有较大的比重,采用何种尾水管进口流速分布可以使尾水管获得较好的能量回收性能以及稳定的流态是水力设计时应重点考虑的因素。针对ZZ560型水轮机改造开发的转轮,采用激光... 低水头轴流式水轮机尾水管的水力损失在整个机组的水力损失中占有较大的比重,采用何种尾水管进口流速分布可以使尾水管获得较好的能量回收性能以及稳定的流态是水力设计时应重点考虑的因素。针对ZZ560型水轮机改造开发的转轮,采用激光多普勒测速LDV技术对尾水管进口流速分布进行测试,并结合CFD计算结果进行分析,得到了ZZ560型水轮机较好工况点的尾水管进口流速分布规律。结果可供轴流式水轮机的水力设计参考。 展开更多

关键词 轴流式水轮机 激光多普勒ldv 尾水管 流速分布 数值模拟

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利用多普勒原理测量微机电系统中微结构的动态特性 被引量：2

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作者 白金鹏 史铁林 +1 位作者 刘胜 谢勇君 《航空制造技术》 2008年第17期80-84,93,共6页

介绍了将显微扫描激光多普勒测振仪与基础激振法相结合的微结构动态特性的非接触无损测量方法、扫描激光多普勒测振仪的工作原理、设计的基础激振器及其驱动信号,并给出典型微结构——微悬臂梁的测量结果。测量结果与理论计算及有限元... 介绍了将显微扫描激光多普勒测振仪与基础激振法相结合的微结构动态特性的非接触无损测量方法、扫描激光多普勒测振仪的工作原理、设计的基础激振器及其驱动信号,并给出典型微结构——微悬臂梁的测量结果。测量结果与理论计算及有限元仿真结果相符,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 基础激振 动态特性 微结构 扫描激光多普勒测振仪

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辨向激光光栅测振仪的研究 被引量：3

14

作者 邓罗根 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期193-197,共5页

文中讨论激光多普勒技术的双相检测辨向方法 ,计算了单周期矩形相位光栅的衍射光强分布 ,比较了光栅常数相同的矩形相位光栅和振幅光栅的衍射效率。实验研究了一种利用双相检测法辨向的、以单周期矩形相位光栅作光束结合器的激光光栅测... 文中讨论激光多普勒技术的双相检测辨向方法 ,计算了单周期矩形相位光栅的衍射光强分布 ,比较了光栅常数相同的矩形相位光栅和振幅光栅的衍射效率。实验研究了一种利用双相检测法辨向的、以单周期矩形相位光栅作光束结合器的激光光栅测振仪系统。介绍了仪器的工作原理和信号处理方法 ,给出部分实验结果 ,实验结果与理论分析相吻合。 展开更多

关键词 双相检测 多普勒技术 相位光栅 激光测振仪

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基于D-LDV的MHD微角振动传感器在位校准方法

15

作者 李醒飞 闫慧敏 刘帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1151-1158,共8页

针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器... 针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器在25 Hz~1500 Hz内的主要性能指标。实验结果表明,所提方法能够准确校准传感器的复灵敏度参数,非线性误差为0.091%,最大重复性误差为0.54%和0.33°,测试频段内灵敏度幅值和相移测量的扩展不确定度分别为1.42%和0.672°(k=2),满足MHD微角振动传感器的宽频带、大量程的在位校准需求。 展开更多

关键词 角速度传感器 激光多普勒测振仪 在位校准 非接触式 微角振动

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一种新型便携式二维激光测振仪研究 被引量：4

16

作者 张深逢 刘杰坤 +2 位作者 马修水 宋云峰 叶岗 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期201-205,共5页

介绍了一种新型便携式二维激光测振仪。该激光测振仪基于激光多普勒效应原理,采用激光自混合技术,能够实现对振动物体二维面内振动测量,具有出色的频率和相位响应,满足高精度和高速测量需求。介绍了该测振仪的工作原理,针对测振仪实际... 介绍了一种新型便携式二维激光测振仪。该激光测振仪基于激光多普勒效应原理,采用激光自混合技术,能够实现对振动物体二维面内振动测量,具有出色的频率和相位响应,满足高精度和高速测量需求。介绍了该测振仪的工作原理,针对测振仪实际运用过程中两激光束间夹角易变等问题,提出了一种两激光束间夹角的校正方法,并通过大量的实验数据,证明此校正方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 激光测振仪 多普勒效应 激光自混合 二维面内振动 非接触式测量

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一种基于多普勒的车用滚动轴承振动测试方法

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作者 贾永凯 马振江 +3 位作者 赵峰 雷伟东 杨培鑫 张亚 《科学技术创新》 2019年第20期39-40,共2页

本文介绍了一种基于激光多普勒测振仪测试数据及相关的数据分析方法,阐述了测试装置、测试方法以及测试结果分析等内容。试验结果显示,本方法可对运转滚动轴承振动速度和位移多通道同时进行测试,测试准确度高,功耗低,测试方法简单,处理... 本文介绍了一种基于激光多普勒测振仪测试数据及相关的数据分析方法,阐述了测试装置、测试方法以及测试结果分析等内容。试验结果显示,本方法可对运转滚动轴承振动速度和位移多通道同时进行测试,测试准确度高,功耗低,测试方法简单,处理效率高,适用于在多种复杂工况下满足变径实现对不同轴径滚动轴承的振动性能测试。 展开更多

关键词 滚动轴承 激光多普勒振动测振仪 振动信号 振动性能

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激光测振仪在汽车行业中的广泛应用

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《汽车制造业》 2013年第19期40-40,共1页

激光多普勒溺振仪系列产品可以进行气缸及燃烧溅试、零部件测试、NVH测试、动力系统、制动系统及模态分析等。

关键词 激光测振仪 汽车行业 应用 激光多普勒 动力系统 模态分析 制动系统 零部件

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细水雾流场三维LDV测量 被引量：19

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作者 秦俊 廖光煊 +1 位作者 王喜世 姚斌 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期281-284,共4页

三维 ＬＤＶ（Ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｅｒ）系统基于多普勒频移和多普勒相位差原理，可以用于流动速度测量．本文阐述ＬＤＶ流动速度测量技术，并对超细水雾流场进行了三维速度测量，得到了合理的实验结果．

关键词 激光多普勒 光路系统 雾场测量 细水雾流场 ldv测量 激光

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LDV/PIV全场速度测量的误差分析 被引量：7

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作者 刘应征 罗次申 陈汉平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1404-1407,共4页

针对激光多普勒测速和激光粒子图像速度场测量的实验结果误差 ,提出了一种基于不可压缩流连续性的全场综合误差分析方法 .通过对轴对称旋转流动全场实验测量结果的误差分析发现 ,其实际全场测速综合误差虽然都小于 4% 。

关键词 ldv PIV 全场测速 误差分析 系统误差 激光多普勒测速 粒子图像速度场 流动速度测量

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