固体激光多普勒测速仪的设计.doc

固体激光多普勒测速仪的设计 固体 激光 多普勒 测速仪 的 设计 重庆大学 硕士 学位论文 (学术学 位)学生姓名 :陈益 萍 指导教师 :汪 涛 副 教授 专 业 :光学 工程 学科门类 :工 学 重庆大学 物理学院 二 O 一 三年四 月 Design of Solid Laser Doppler Velocimetry A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master ’s Degree of Engineering By Chen Yiping Supervised by Associate Prof.WangTao Specialty :Optical EngineeringCollege of Physics ofChongqing University, Chongqing, China April, 2013重庆大学硕 士学位论 文 中文摘要 摘 要 激 光 多 普勒 测 速技 术 是测量 运动 物 体速 度 的非常 重 要 的方 法 之一 。 激光 多 普 勒 测 速仪 以 其测 速 精度 高、 测 速范 围 广、 空间分 辨 率高 、 动态 响 应快 、非 接 触 测 量等优点正快 速地发展 成为众多 领域中 极 其重 要的测速装置 。 因此对于该测速技术 的研究具有十分重 要的意义 论文首先介绍了激光多普勒测速技术的历史 发展、 国 内和国 外的应用情况 , 然 后阐述了激光多普勒测速基本原理和光路模式,基于多普勒测速原理和通过对几 种光路模式的对比,和 对元器件的分析、选型以及参数设置 ,设计了测速系统的 双光束- 双散射光路结构、光收集装置、前置放 大电路和滤波电路。论文接着 介绍 了多普勒信号处理的几种重要方法, 对比分析后采用了快速傅里叶变换 FFT 方法。 基于该方法设计了 DSP 数字信号处理模块 ,主 要包括中央处理器、A/D 模数转换 器和 FIR 滤波器的设计。 中央处理器 的数据采 集和处理模块设计采用的是基于美 国德州仪器的 TMS320C6713 与 1420 芯 片, 能进行实时、快速的信号处理。 最后, 在实验室搭建了一个多普勒测速 LDV 装 置来测量固体的运动速度,运 动固体采用的是转盘。通过这个装置, 成功地测出了转盘的速度, 且具有一定的 精确度, 达到了测量运动的固体速度的目的 ,且验证了所设计的整个测速 装置的 可行性。 关键 词: 多普勒测速 ,散射,DSP ,FFT I 重庆大学硕 士学位论 文 英文摘要 ABSTRACT Laser Doppler velocimetry is one of the most important ways of measuring the velocity of the moving object. Doppler velocimetry ,with its high measurement precision, wide speed range, high spatial resolution, fast dynamic response, non-contact measurement, etc. are rapidly developing to become extremely important speed measuring device in many areas. Therefore it is of great significance for the study of the velocimetryFirstly the paper introduces the historical development of,laser Doppler velocimetry and its domestic and foreign applications. And then the paper expounded the basic principles and the optical path mode of laser Doppler velocimetry.Based on the principle of Doppler velocimetry and comparison of several optical path modeS and components analysis, selection and parameter setting,