激光多普勒液体测速的研究

摘要

流体测速方法在实际工业中已经有很多应用。在众多流体测速方法中，激光多普勒测速法是最主要的一种。
　　流体测速系统主要包括光路部分和电路部分。光路部分常采用双光束-双散射模式。电路部分包括前置放大电路、有源高通滤波电路、信号采样以及数字窄带滤波和信号处理单元。
　　本文首先介绍激光多普勒测速技术的背景和现状，并阐述该测速技术的优势和前景。接着介绍测速的基本原理和系统构成。在此基础上设计了液体流速测量系统，并且在实验室搭建平台，对流体（自来水）进行测速研究，采用快速傅里叶变换法对多普勒频移进行分析，计算出最终的速度，并利用MATLAB设计了可视化界面。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 激光多普勒测速仪

1．2 激光多普勒测速技术

1．2．1 激光多普勒测速技术的发展状况及特点

1．2．2 激光多普勒测速技术的研究意义

1．3 本文的主要内容

2 激光多普勒液体测速的工作原理及光检方式

2．1 多普勒效应

2．2 激光多普勒液体测速的光检测方式

2．2．1 直接检测和间接检测

2．2．2 参考光模式

2．2．3 单光束-双散射模式

2．2．4 双光束-双散射模式

3 激光多普勒液体测速的光路模块

3．1 光源

3．2 分光系统

3．3 光接收系统

4 激光多普勒液体测速的信号处理模块

4．1 有源高通滤波器的设计

4．1．1 理论分析

4．1．2 仿真与实现

4．2 采样模块

4．3 数字有限脉冲响应窄带滤波器的设计

5 多普勒信号处理方法与程序设计

5．1 多普勒信号处理方法

5．1．1 频谱解析法

5．1．2 频率跟踪法

5．1．3 计数式信号处理

5．1．4 快速傅里叶变换法(FFT)

5．2 本实验信号处理方法

5．3 本实验程序设计与速度计算

5．3．1 MATLAB简介

5．3．2 FFT程序设计

5．3．3 数字窄带滤波器程序设计

5．3．4 速度计算设计

5．3．5 MATLAB的界面GUI设计

6 实验结果与分析

7 总结

参考文献

附录

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