激光多普勒测速研究

一、绪论

第一章绪论本章介绍了多普勒测速技术的研究背景和重要意义，详细介绍了其测速原理，讨论了国内外有关多普勒测速的发展状况，给出了本文的结构安排

二、多普勒测速技术的概况

（一）声波多普勒测速技术

1842年，奥国物理家Doppler首次指出了声学多普勒效应，这一概念已被广泛应用于实际研究中。多普勒效应表明，随着距离的增加，受测量的信号会变得更加强烈，从而使得受测量的信号更加明显。多普勒效应可以用一种特殊的方式描述：当一辆急诊医疗车驶近，警报的响度也随之增加；但一旦急诊医疗车驶出，警报的响度也随之减弱。近年来，由于科学技术的迅猛进步，多普勒效应已经成功地应用到各种各样的领域，从医学检查、材料力学、空间物理、天文观察到大气污染控制。众所周知，多普勒效应的出现，标志着一种新的、可靠的检测方法的出现，这种方法可以帮助我们准确地检测到物体的运动，从而推动物体的运动轨迹的精确定位。[1]

古代，多普勒效应被用来衡量一种物品的运动速率。这种物品的运动原理是：当一个物品从一个地点飞跃至另一个地点，并且物品与物品一起飞跃至另一个地点，通过计算物品与物品之间的距离，我们就能够计算出物品的运动速率。早期的航海计程仪有多种类型，包括拖拽型、转动型、水力型和电子型。然而，这些计程仪都必须依靠水的流动来调整，从而确定船只的航线。[2]相比之下，多普勒计程仪的最显著优势在于，在低速条件下，能够提供更加准确的测速结果。多普勒系统的设备各具特色，一种双波束系统被广泛应用，用来衡量物体的垂直运动。二波束系统被广泛应用，用来估算物体的高低。三波束系统则被广泛应用，既能衡量物体的垂直运动，也能衡量物体的水平运动。特别适合用来检测大型物体的运动情况，如接近港口或穿越狭小的河流。多普勒计程仪的精度已经大大提高，其测量精度已经超过了±0.2%~±2%，而且它的适用范围也大大扩大，它的适用范围从0.3米至0.5米，甚至还有0.01节0.005m/s的表现，这使得它成为一种理想的多普勒计程仪，它的功效已经超出了预期。多普勒计程仪的应用使十万吨及更高吨位的船只在航行时，其航行速度的限制变为0.06m/s，远远小于传统的肉眼检查所需的标准，从而使其安全航行。多普勒测速技术无疑是一种非常重要的工具，因为它能够帮助我们更准确地测量物体的速度。这种技术的使用范围非常广，包括航行、港口、锚泊、浮筒操作、水下测量、植物检测、生物测量、心电图测量、生物信息处理、病理诊断。现在，B超技术已经成为一种普遍应用的诊断手段，它基于超声波多普勒效应，通过观察超声在各个物体表面的波形、反射率以及穿越距离等特征，可以准确地发现物体中的潜在缺陷，从而实现有效的无创探伤。通过脉冲反射法，可以利用各种的方式来进行检测，其中，当采取垂直检测方式时，可使用纵向振动，而当采取斜向检测方式时，则可使用横向振动。此外，通过将图像中的横轴与纵轴分别设置为声波的传播时长与反射的信号幅度，可以更好地了解检测结果。因此，当发生缺陷时，我们能够从反射的回波中推断其存在；此外，根据反射的回波的高低，也能够准确地估算出缺陷与检查点之间的距离，从而有效地进行缺陷的检查；最后，根据反射的强弱，也能够准确地评估其数额。因为其具备良好的定位特征、良好的方位感知、较高的灵敏度和无须外部接触的特性，使得超声波在医学领域得到了极大的普及，它们可以准确地探测到身体内的各种细微结构，从而准确地识别出其中的气体和液体。[3]根据其发射的频率，脉冲多普勒技术与B型超声检查技术有着密切的联系，这两种技术的综合应用，使得双重功能的超声检查技术得到了实现。通过使用B型检查技术，不仅可以清晰地展现出各种内部器官的形态，还可以准确地检测出特定的血液循环情况。随着技术的发展，相控阵技术已经成功地将脉冲多普勒与B型显示相结合，从而使得传统的单一机械探头无法满足当今的多普勒检测需求，这种技术不仅可以更准确地反映出病人的病情，而且还可以更好地帮助医生

目录

一、绪论1

二、多普勒测速技术的概况1

（一）声波多普勒测速技术1

（二）无线电波多普勒测速技术3

（三）激光多普勒测速技术4

三、激光多普勒测速技术的原理7

8

四、激光测速的实验研究9

（一）实验方案的设计和可行性分析9

（二）实验具体设计11

1.光路中主要仪器及各元件参数11

2.光路部分的调节12

（三）记录仪器13

五、测速数据处理的研究14

（一）实验数据的记录以及条纹的判读14

（二）数据处理及软件设计14

（三）系统误差来源分析17

结论19

参考文献20

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价格 ¥9.90 发布时间 2024年1月5日

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