基于USB的LDT实时数据采集系统设计

基于USB的LDT实时数据采集系统的设计严格遵循USB1 1协议 ,体现了USB即插即用、易扩展、低干扰的特点 ,从而实现了主机和多台测试设备之间简单、快速、可靠的连接和通信。介绍了基于USB总线的数据采集设备的硬件设计、设备驱动程序、设备固件、应用程序等设计方法。

一种机械臂电机故障时频尺度诊断方法——基于深度学习和激光多普勒测振技术

机械臂电机振动信号的采集效果较差,影响时频特性分析过程,导致故障诊断效果与精度较差,为此提出基于深度学习和激光多普勒测振技术的机械臂电机故障时频尺度诊断方法。使用激光多普勒测振技术与小波阈值去噪算法,建立机械臂电机振动信号采集系统,获取并重构故障信号;提取电机振动信号的时域、频域等尺度特征,引入人工神经网络建立一个具备学习能力的故障诊断模型,将提取的机械臂电机故障时域、频域等尺度特征输入诊断模型中,输出分类诊断结果,即可完成机械臂电机故障时频尺度诊断。结果表明:利用该方法开展电机故障诊断时,检测结果与实际电机故障类型之间偏差较小,诊断效果好、精度高。

多纵模激光器体制下直接多普勒测风技术的实现与仿真

考虑到单纵模激光器作为多普勒测风激光雷达的激励光源需要复杂的种子注入技术和高精度的稳频锁频技术,本文提出了以自由运转的多纵模激光器作为激励光源的直接多普勒测风激光雷达,以降低激励光源的实现难度和复杂性.针对典型Nd:YAG脉冲激光器,研究了不同激光辐射线宽、光学谐振腔长和中心波长条件下多纵模激光激励的大气弹性散射回波光谱的分布模式.为了综合利用大气风场导致的多纵模激光中每个纵模所激励大气弹性散射回波光谱的多普勒频移,利用具有周期性透过率曲线且四个输出通道相位各相差π/2的可调谐四通道马赫-曾德尔干涉仪,实现对多纵模大气弹性散射回波光谱多普勒频移的高精度鉴别.在此基础上,构建了多纵模激光器体制下直接多普勒测风技术大气风场反演的数学模型.仿真结果表明,所提出的多纵模直接多普勒测风激光雷达能够实现对大气风场信息的高精度测量,并且激光中心波长越大,激光光学谐振腔长越短,系统测风范围越大,测风误差越小.

基于激光多普勒测速技术的超声驻波声场特性的研究

文章首先阐述了超声波在医学诊断、治疗、材料加工、质量检测等方面的关键作用;然后详细分析了国内外超声波技术的研究现状和发展动态,强调了激光多普勒测速技术在提高声场测量精度方面的优势;最后探讨了基于激光多普勒测速技术的超声驻波声场特性研究对促进科技进步和产业升级的潜在影响,以及面临的挑战和未来发展趋势。

基于激光多普勒技术的扭矩测量研究

提出一种基于激光多普勒技术和光学外差的原理进行扭矩测量的改进方法。分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴2个平行截面4个点上,测量两个截面的相对速度,经过积分得到两截面相对转角,最终实现扭矩的测量。该系统只用1个光探测器和1套解调电路,直接测量转轴2个截面相对速度,避免了多套解调电路延迟时间不同带来的误差,提高了扭矩测量的精度。

基于激光技术的亚纳米级位移测量系统的研究

研究和开发一种基于激光技术的新型亚纳米级位移测量系统。在马赫-曾德干涉仪的基础上进行改进,结合激光多普勒技术和激光偏振干涉技术,设计新型激光干涉测量光路,具有抗干扰能力更强、光路简单、易于安装调试等特点。将DSP技术引入激光干涉仪的信号处理系统,研究改进的8细分算法,完成对干涉条纹的细分、辨向和计数功能。经实验分析和研究证明,测量分辨力达到0.16 nm,运行速度可达0.14 mm/s,量程可达4μm,上述方法有效可行,可实现被测物体的亚纳米级位移测量。

Tm,Ho:YAP种子注入激光多普勒测速实验

报道了一台二极管泵浦种子注入Tm,Ho:YAP激光器。在重复频率100 Hz时,获得了单脉冲能量2.8 mJ、脉冲宽度289 ns的2.13μm单频脉冲激光输出。利用该种子注入Tm,Ho:YAP激光器作为发射光源,以一个最大标称线速度20.4 m/s、直径10 cm的风扇作为模拟探测目标,通过外差式相干探测的方法进行了激光多普勒测速实验。利用本振光与信号光的激光拍频信号,得到包含模拟探测目标速度信息的多普勒频移,通过数据处理计算出了风扇不同转速条件下模拟探测目标的速度,并与模拟目标的实际速度进行了比对,测量速度误差小于1 m/s。

基于多普勒加速度计扭振测量的研究

报告了一种基于激光多普勒角加速度计原理进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴同一个截面上2点,两束反射光发生多普勒频移,通过光学配置,使前后两个时刻光信号在光探测器上发生光学混频,进而直接测量到转轴转动角加速度,实现扭振测量。与其它激光多普勒扭振测量方法相比,极大地扩大了扭振测量的动态范围,对大型回转机械运行状态监测和故障诊断具有实用价值。

热振联合试验控制技术研究

在热振联合试验中,温度和振动的控制和测量是最主要的技术难点。讨论了采用热流作为加热控制方式,采用红外点温仪作为温度测量手段的可行性;同时提出采用多普勒激光测振技术控制和测量热环境下的振动参数。通过试验验证和结果分析得出,在热振联合试验中采用多普勒激光测振仪是可行的。

连续油管长度激光多普勒在线测量系统

根据油田开发的实际需要,设计了一种基于激光多普勒测速原理的连续油管长度激光多普勒在线测量系统。该系统采用双光束型光路,以半导体激光器为光源、以光电倍增管作为光电探测器,通过接收运动油管表面的散射光,经数据采集和信号处理系统,测量出多普勒频移,最终得到下井油管的长度。该测量系统具有精度高、结构简单、性能稳定、适合现场作业的要求等特点,应用前景良好。

激光多普勒流动测量技术在颗粒流体两相流中的应用

分析介绍了激光多普勒流动测量技术的原理和用LDV／PDPA同时测定颗粒流体两相速度和粒径大小的基本方法，并进一步讨论了用LDV／PDPA测量颗粒浓度和两相流动动态特性的问题。

利用微波调制激光技术测速的实验研究

为了验证微波调制激光技术进行速度测量的可靠性,构建了一套通过微波调制激光技术测速的实验系统。利用激光作为载波,微波作为模拟调制信号对激光信号进行强度调制,光电探测器对信号光强度进行直接探测。利用射频电路,获得多普勒频移数据反演发射端和接收端相对运动速度。同时通过测量运动距离和时间计算平均运动速度,作为第三方数据,用于与微波调制激光技术测速的数据进行比较。理论分析了这套系统的原理并对其进行了实验验证。实验结果表明,利用微波调制激光技术测速的数据与第三方数据平均偏差小于2.0%,符合性好。

干式空心电抗器振动的测试方法研究

针对高压直流输电中滤波电抗器在电磁力驱动下产生的振动,造成环境噪声污染的问题,文中从振动测试角度探究电抗器的整体振动情况。以激光多普勒测振技术为基础构建干式空心电抗器振动测试系统,实现在强电磁场环境下的振动测试。选取空心电抗器多层包封的不同位置,通过构建光路提出相应的测试方案,对不同测试点进行径向和轴向振动的测试,并且测量星形架的振动情况。最终测试结果表明提出的测试方案是可行的,为后续研究干式空心电抗器的振动噪声机理奠定基础。

激光多普勒测速误差分析

分析了实测中二维四光束双色激光多普勒测速系统测量误差的来源,给出了不确定度的合成方法。

Novel laser Doppler tachometer

In order to improve the accuracy and universality of the rotational speed measurement,an instantaneous rotational speed measurement method based on laser Doppler technology is proposed.The composition and working principle of the new system are discussed in detail.Theoretical and experimental results show that the new rotational speed measurement system belongs to the non-contact method,which eliminates the quantization error of the contact method and greatly improves the applicability and accuracy.Compared to the commonly used method,the measurement accuracy of the new rotational speed measurement system will not be affected by the system’s installation angle deviation,and it does not need to measure the radius of the rotating body,so the influence of the radius fluctuation of the rotating body on the measurement accuracy can be avoided while outputting the rotational speed in real time.The relative error of the rotational speed measurement is less than 0.06%(1σ).

激光多普勒测振技术在固体火箭发动机试验中的应用研究综述

激光测振技术以其高精度、非接触等优点应用于各个领域。本文介绍了激光三角法、全息干涉测量法、激光散斑干涉法和激光多普勒法等主要的光学测振方法,并重点介绍了激光多普勒测振技术在固体火箭发动机振动测量试验中所遇到的问题——散斑噪声。针对存在的问题,本文对当前常用的降噪方法进行了总结。

Doppler振镜正弦调制多光束激光外差二次谐波测量角度的方法

提出了一种多光束激光外差测微小角度的新方法.基于激光外差技术和Doppler效应,通过做简谐振动的Doppler振镜对不同时刻入射光的正弦调制,把待测角度信息加载到外差信号的频率差中,经信号解调后可以得到待测角度参数值,经加权平均处理可以提高待测角度的测量精度.利用这种新方法,通过Matlab仿真了平面标准镜不同入射角的模拟结果,表明该仿真结果的最大相对误差小于0.789677%.

多光束激光外差高精度测量玻璃厚度的方法

利用基于激光外差测量技术和激光多普勒技术的非接触式多光束激光外差测量方法,得到了光电探测器输出电流的谐波表达式.讨论了该测量方法用于玻璃厚度超精密测量的可行性及理论依据,并利用Matlab软件对不同情况进行了仿真实验.结果表明:该方法在不同入射角时测量平板玻璃厚度最大的误差为0.3%,明显比其他测量方法精度高.

多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的方法

本文提出了一种多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的新方法.基于激光外差技术和多普勒效应,通过做简谐振动的多普勒振镜对不同时刻入射光的频率进行正弦调制,把待测厚度信息加载到外差信号的频率差中,通过快速傅里叶变换对外差信号解调后可以同时得到多个待测玻璃厚度值,经加权平均处理可以提高待测厚度的测量精度.利用这种新方法,通过MATLAB仿真测量了不同玻璃厚度值,结果表明:该测量结果的最大相对误差小于0.008%.

双光束激光多普勒转速测量系统的实验验证

激光多普勒测速技术具有非接触、无磨损、精度高等优点,被广泛应用于工业、航海、航天等领域的高精度速度、加速度、长度测量。双光束激光多普勒测速技术作为其中的一个分支,具有结构简单、抗干扰强的特点。为提升双光束激光多普勒测速技术的测量精度,搭建一种测量圆周转动线速度的轴对称型双光束激光多普勒系统,采用高速响应的探测器观测差频信号。当目标的线速度为1 596.6 mm/s时,激光多普勒差频信号理论值是0.975 MHz,测量角度为0°,实验观测到的差频信号是1.013 MHz,与理论值相比误差约为3.8%;进而变换观测器的不同角度位置,测量得到的多普勒频移和0°的频移误差在0.8%以内。结果表明,该测量系统能够测量到运动物体的多普勒频移信号,同时更改双光束激光多普勒测速的观测器角度,不影响测量结果。该实验系统为后续进一步进行激光多普勒测速技术的研发打下了良好的基础。