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多普勒海流计测速精度的校准方法
1
作者 刘永伟 高维营 +2 位作者 刘子琦 李肆武 商德江 《应用声学》 北大核心 2026年第1期169-177,共9页
多普勒海流计在海洋调查与勘探、船舶航速测量等方面得到广泛应用,标定其测速的精度是有重要意义的。针对拖曳水槽标定存在的误差膨胀以及粒子图像测速仪测速精度有限的问题,研制了流速连续可调的立式循环水槽,并采取了避免声学共振的措... 多普勒海流计在海洋调查与勘探、船舶航速测量等方面得到广泛应用,标定其测速的精度是有重要意义的。针对拖曳水槽标定存在的误差膨胀以及粒子图像测速仪测速精度有限的问题,研制了流速连续可调的立式循环水槽,并采取了避免声学共振的措施,采用超级多普勒激光测速仪标定工作段的流速,以此流速作为基准值完成对多普勒海流计测速精度的计量校准。在流速范围为0.01~3 m/s内,采用超级激光多普勒测速仪标定的工作段流速的合成测量不确定度不大于4.4 mm/s。通过对一多普勒海流计进行试验测试,发现电缆的卡门涡街效应引起的振动会造成一定的测速偏差,采用螺旋线技术能够减少该偏差,并计算了所标定的多普勒海流计测速精度的测量不确定度。研究结果为多普勒海流计测速精度的准确计量奠定了基础。 展开更多
关键词 多普勒海流计 立式循环水槽 超级激光多普勒测速仪 计量校准 测量不确定度
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特高压气体绝缘输电线路发热/振动状态联合检测技术研究
2
作者 李洪涛 高山 +3 位作者 杨景刚 赵科 马径坦 庄添鑫 《高压电器》 北大核心 2026年第1期181-189,共9页
针对特高压气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)运行中可能存在过热和机械缺陷隐患,提出了基于红外热成像和激光多普勒测振(laser Doppler vibration,LDV)的GIL非接触式发热/振动联合检测技术,自行设计了1 550 nm全... 针对特高压气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)运行中可能存在过热和机械缺陷隐患,提出了基于红外热成像和激光多普勒测振(laser Doppler vibration,LDV)的GIL非接触式发热/振动联合检测技术,自行设计了1 550 nm全光纤非接触测振光路,采用NVidia Xavier边缘计算模块实现红外热成像镜头组件调用、FPGA振动信号解调及温度—振动检测信息提取。所研制装置的测温精度小于±1℃,振动灵敏度优于1×10^(-7)g、频响范围0.5 Hz~20 kHz,最大测试距离20 m,可实现GIL发热—振动联合检测。通过GIL原型缺陷试验验证了发热—振动联合检测方法对于设备内部接触缺陷检测的有效性,所研制的联合检测系统通过移动小车集成并成功运用于苏通管廊GIL双回路1 960个测点的测试,实现了无接触非侵入式检测,为GIL状态检测提供了新的手段。 展开更多
关键词 气体绝缘输电线路 过热缺陷 机械缺陷 激光多普勒测振 外热成像 联合检测
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基于常时微动的建筑保温层空鼓检测与评估方法研究
3
作者 贾春楠 王建昌 +3 位作者 戴军 高进胜 吴海华 张彦秋 《中国标准化》 2026年第2期155-163,共9页
建筑外墙保温层由于气候环境、施工条件、材料质量等内外因素的影响,会出现空鼓、开裂、渗水甚至脱落等问题。为了实现外墙保温层内部病害的有效识别和量化评价,本文基于常时微动技术,采用激光多普勒测振系统开展室内含空鼓保温层无损... 建筑外墙保温层由于气候环境、施工条件、材料质量等内外因素的影响,会出现空鼓、开裂、渗水甚至脱落等问题。为了实现外墙保温层内部病害的有效识别和量化评价,本文基于常时微动技术,采用激光多普勒测振系统开展室内含空鼓保温层无损检测基础试验,分析保温层单元损伤前后的基频变化情况。结果表明,保温层的平均基频值与其空鼓面积呈反比关系,基频变化率与其空鼓面积呈正比关系,表明基于常时微动检测的基频值可直观的表征保温层背后空鼓面积特征;另外通过分析保温层损伤前后基频差,可对其背后空鼓进行精准定位识别,并通过空鼓面积重合率进一步验证了激光多普勒测振技术在建筑外墙保温层背后空鼓识别应用中的有效性,为今后常时微动技术应用于外墙保温层质量检测提供一定的研究基础和技术支撑。 展开更多
关键词 常时微动 激光多普勒测振 外墙保温层 空鼓 检测评估
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基于载波频谱分析的激光多普勒振动信号解调 被引量：1
4
作者 朱军 张明蔚 +3 位作者 施鹏磊 侯聪 李翔 俞本立 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期345-353,共9页
激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析... 激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析出振动目标的振幅与频率信息,最大可检测量不受传统外差解调极限的限制。并通过仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。在与标准振动源的对标实验中,在距离振动目标17 m、振动目标频率范围为60 Hz~20 kHz的条件下,散射光信号实测幅值范围为21.44 pm~44.21μm,与参考值相比,展示出良好的一致性,表明本文所提频谱分析方法可应用于平稳振动信号的非接触远距离测量。 展开更多
关键词 激光技术 激光测振 频谱分析 多普勒信号 相干探测
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面向复杂路面环境的SINS/LDV鲁棒标定算法
5
作者 韩勇强 李贞旭 +3 位作者 崔少君 孙恩顺 叶响 陈家斌 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第11期1091-1100,共10页
针对激光多普勒测速仪(LDV)在积水、泥泞等复杂路面环境下易出现量测野值与测速失效,导致标定精度下降的问题,提出一种面向复杂路面环境的捷联惯性导航系统(SINS)/LDV鲁棒标定算法。首先,基于SINS与GNSS组合输出的导航信息及LDV速度信息... 针对激光多普勒测速仪(LDV)在积水、泥泞等复杂路面环境下易出现量测野值与测速失效,导致标定精度下降的问题,提出一种面向复杂路面环境的捷联惯性导航系统(SINS)/LDV鲁棒标定算法。首先,基于SINS与GNSS组合输出的导航信息及LDV速度信息,构造滑动窗口内的位移增量观测矢量,并采用指数加权移动平均方法提升抗噪能力,从而提高LDV比例因子的标定精度。然后,通过改进向量化K矩阵的鲁棒卡尔曼滤波算法有效降低观测矢量中噪声的影响,提升了安装误差角的标定精度。仿真和车载实验表明,在LDV测速失效时,所提算法仍能有效标定相关误差参数。基于标定结果的车载航位推算验证显示:与基于四元数的卡尔曼滤波及梯度下降四元数标定算法相比,所提算法的水平定位均方根误差(RMSE)分别降低18.18%和28.74%,高度定位RMSE分别降低22.68%和45.69%,总里程177 km的终点水平定位精度达到0.018%D,提升了复杂路面环境下算法的鲁棒性和标定精度。 展开更多
关键词 捷联惯导 激光多普勒测速仪 标定算法 向量化K矩阵滤波
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车载SINS/1D-LDV杆臂误差在线标定算法
6
作者 张涛 聂晓明 +2 位作者 周健 王琦 向志毅 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第5期86-93,共8页
针对在一维激光多普勒测速仪(one-dimensional laser Doppler velocimeter,1D-LDV)和捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)构成的车载组合导航系统中,由于两者安装位置不同存在的杆臂速度误差问题,提出一种卡尔曼... 针对在一维激光多普勒测速仪(one-dimensional laser Doppler velocimeter,1D-LDV)和捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)构成的车载组合导航系统中,由于两者安装位置不同存在的杆臂速度误差问题,提出一种卡尔曼滤波在线标定算法对安装杆臂进行标定并补偿。通过引入在载体行进过程中速度方向始终保持载体行进方向的点,对传统杆臂速度误差模型进行了改进,使其能够准确反映1D-LDV与SINS输出的量测速度间的真实关系。车载实验结果表明,该标定算法能够有效标定1D-LDV与SINS间的杆臂误差。将经过杆臂误差补偿的1D-LDV量测速度与SINS的陀螺数据进行航迹推算,两组实验所得的水平定位误差由8.80 m和6.60 m分别降至7.07 m和5.48 m,在一定程度上提高了导航定位精度。 展开更多
关键词 组合导航 一维激光多普勒测速仪 杆臂误差 标定算法
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第54届国际物理奥林匹克竞赛理论试题2介绍与解答
7
作者 蒋硕 安宇 +2 位作者 郭旭波 张留碗 阮东 《物理与工程》 2025年第1期10-15,共6页
本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第二道题。该题以离子囚禁和原子冷却问题为背景,讨论这两个重要应用中的基础模型,并引导计算一些重要结论。题目分为两个部分:第一部分关注离子囚禁中的保罗阱(PaulTrap)模型,重点是带电... 本文介绍第54届国际物理奥林匹克竞赛理论考试的第二道题。该题以离子囚禁和原子冷却问题为背景,讨论这两个重要应用中的基础模型,并引导计算一些重要结论。题目分为两个部分:第一部分关注离子囚禁中的保罗阱(PaulTrap)模型,重点是带电粒子在高频电场调制下达到动态稳定平衡,因而被囚禁;第二部分是利用原子吸收光,利用多普勒效应使得原子对两侧光有不同吸收而产生动量转移,以此达到对原子减速进而冷却。题目理论模型清晰,引导推断合理,需要一定计算和近似能力。 展开更多
关键词 国际物理奥林匹克竞赛 库伦定律 高斯定理 动态稳定平衡 激光冷却 多普勒效应
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高精度激光多普勒在线测长系统设计及算法研究 被引量：1
8
作者 梁月鹏 胡润峰 +1 位作者 刘福 廖同庆 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期177-183,共7页
针对激光多普勒测长系统中多普勒频率难以提取、测量精度较低的情况,设计了一款基于双光束双散射光路的高精度在线激光多普勒电缆测长仪。首先基于声光调制器引入了光学移频技术,结合高通滤波器有效滤除基底信号,提升了信噪比。接着引... 针对激光多普勒测长系统中多普勒频率难以提取、测量精度较低的情况,设计了一款基于双光束双散射光路的高精度在线激光多普勒电缆测长仪。首先基于声光调制器引入了光学移频技术,结合高通滤波器有效滤除基底信号,提升了信噪比。接着引入自适应采样算法,进一步减少系统误差、提高低速测量时的精确度;随后引入Zoom-FFT频谱细化算法以及能量重心校正算法进行频谱校正,并仿真分析了自适应采样算法和Zoom-FFT结合能量重心校正算法的精确度。搭建了实验系统,分析了系统的精确度和稳定性。实验结果表明,该系统的测量精度优于0.05%。 展开更多
关键词 激光多普勒效应 在线测长系统 光学移频 自适应采样算法 Zoom-FFT频谱细化 能量重心校正算法
原文传递
激光测速在线材速度测定中的应用及优化
9
作者 徐雷 吴海滨 +2 位作者 李梓霂 陈新兵 宋伟 《量子电子学报》 北大核心 2025年第2期278-285,共8页
本研究基于激光多普勒测速原理,采用快速傅里叶变换(FFT)+连续傅里叶变换(CFT)频率解算综合方法,提高了线材速度测量精度。该方法结合自相关检测、FFT频谱估计、CFT频谱细化和能量重心估计频谱校正,实现了有效降噪,并提升了信噪比和频... 本研究基于激光多普勒测速原理,采用快速傅里叶变换(FFT)+连续傅里叶变换(CFT)频率解算综合方法,提高了线材速度测量精度。该方法结合自相关检测、FFT频谱估计、CFT频谱细化和能量重心估计频谱校正,实现了有效降噪,并提升了信噪比和频谱分辨率,从而提高了线材速度测量的准确度。仿真和实验结果表明,经过一重自相关后,采集信号的信噪比得到提升,速度测量平均绝对误差低于0.01 m/s;与Welch频谱估计相比,本方法在不同速度条件下速度测量的绝对误差更小,准确度更高。生产现场测试表明,不同工段的速度测量均满足高速线材生产控制的要求,证实了该方法的实用性。 展开更多
关键词 激光技术 激光多普勒测速 快速傅里叶变换 连续傅里叶变换 线材 频谱细化与校正
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基于激光多普勒测振的电力设备表面振动测量及补偿算法 被引量：2
10
作者 赖泽楷 关向雨 +2 位作者 涂嘉毅 林建港 徐欣灵 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1707-1717,共11页
为实现不同电工材料表面机械振动的非接触测量,搭建了全光纤1 550 nm激光多普勒测振(LDV)系统,针对不同电工材料表面粗糙度对反射光的影响以及IQ信号不平衡因子对解调波形的影响,提出一种融合材料表面粗糙度光学补偿和正交解调补偿的综... 为实现不同电工材料表面机械振动的非接触测量,搭建了全光纤1 550 nm激光多普勒测振(LDV)系统,针对不同电工材料表面粗糙度对反射光的影响以及IQ信号不平衡因子对解调波形的影响,提出一种融合材料表面粗糙度光学补偿和正交解调补偿的综合补偿算法。首先基于射线光学分析不同电工材料表面粗糙度对收发一体光学镜头耦合效率的影响,提出采用平凹-凹凹-平凸透镜方案的光学天线前端补偿算法。分析了IQ信号幅相不平衡对解调结果的影响,通过镜像抑制算法消除该影响,建立不平衡模型验证补偿算法的有效性。搭建了不同电工材料标定平台和气体绝缘开关(GIS)设备振动平台,对所提出的光学和信号补偿算法进行验证。结果表明,该文所提光学补偿方法使不同电工材料表面的激光平均耦合效率提高了21.92%,信号补偿前的解调信号存在25.04 dB的镜像干扰比率(IIR),经过IQ信号补偿后,信号的信噪比提高了25.8 dB。验证了所研发的系统能够应用于不同电工设备表面3~10 m距离和10 Hz~2 kHz频率范围机械振动的无损带电检测。 展开更多
关键词 激光多普勒测振 射线光学仿真 光学天线 正交解调补偿
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脉冲式激光多普勒测速仪的理论与仿真分析
11
作者 陈兰剑 周健 金世龙 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期232-238,共7页
连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表... 连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表明,脉冲式LDV可通过累积硬目标回波信号速度反演,而且脉冲式LDV不受空间分辨率的限制,可以利用更长的激光脉宽进行探测,理论上验证了脉冲式LDV利用长脉冲进行高精度测速的可行性,为未来脉冲式LDV进行原理实验验证奠定了理论基础。脉冲式LDV可以探测5 km及更远目标散射的回波信号,极大拓展了LDV的工作距离范围,使得LDV可以应用在低空飞行载体组合导航、航天器行星表面着陆导航等需要远距离高精度速度测量的场景。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 脉冲激光 低空测速 大气分层模型
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基于激光多普勒测速的低小慢目标扫描成像
12
作者 江楠 阎柏屹 +4 位作者 杨峥 邓力华 姜琦 杨昆云 梁伟 《光子学报》 北大核心 2025年第7期108-117,共10页
使用1550 nm DFB激光器、98/2分束器、环形器、准直器、二维微机电系统振镜等器件,搭建基于激光多普勒测速的扫描成像系统,在室内搭建测试系统模拟“低小慢”目标,包括转动目标和平动目标。在转动目标扫描成像实验中,通过改变扫描角度(3... 使用1550 nm DFB激光器、98/2分束器、环形器、准直器、二维微机电系统振镜等器件,搭建基于激光多普勒测速的扫描成像系统,在室内搭建测试系统模拟“低小慢”目标,包括转动目标和平动目标。在转动目标扫描成像实验中,通过改变扫描角度(3.2°×1.1°、5.8°×1.9°、10.5°×4.6°)或扫描距离(1 m、3 m),来研究系统的成像质量。随着扫描角度的增大,成像范围变大,空间分辨率变低;随着扫描距离的增大,成像范围也会增大,空间分辨率也会降低。在平动目标扫描成像实验中,扫描多组不同轮廓的平动目标,平动目标的轮廓有三角形、圆形。成像系统可以准确地扫描出平动目标的轮廓信息,并得到精确的速度信息,扫描的平均速度分别为2.3250 m/s和2.2475 m/s。扫描成像系统能够在9.09 ms扫描完一帧点云图,速度分辨率为0.0775 m/s。所搭建的扫描成像系统具有良好的成像性能、灵敏的速度分辨率、较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 激光多普勒测速 MEMS振镜 扫描成像 激光点云 形态学滤波
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基于CSLDV技术的薄壁机匣外表面模态测试
13
作者 陈香 王琦 +1 位作者 臧朝平 欧晓泉 《航空发动机》 北大核心 2025年第3期143-147,共5页
为了获取航空发动机机匣连续且完备的模态空间信息,提出了基于连续扫描激光多普勒测振技术(CSLDV)的薄壁机匣模态测试方法,建立了真实机匣复杂结构特征(变截面、表面含缺孔)的连续模态测试方法和基于Hilbert变换的数据处理技术,实现了... 为了获取航空发动机机匣连续且完备的模态空间信息,提出了基于连续扫描激光多普勒测振技术(CSLDV)的薄壁机匣模态测试方法,建立了真实机匣复杂结构特征(变截面、表面含缺孔)的连续模态测试方法和基于Hilbert变换的数据处理技术,实现了真实薄壁机匣连续空间域的模态高效测试与数据处理,准确识别出了机匣的各阶模态参数。测试结果与SLDV测试获取的结果进行了相关性分析。结果表明:2种测试结果的模态振型MAC值在0.96以上,频差较小。验证了薄壁机匣连续扫描激光多普勒测试技术的可行性和优越性,可支撑航空发动机型号研制。 展开更多
关键词 薄壁机匣 模态测试 连续扫描激光多普勒测振(CSLDV) HILBERT变换 航空发动机
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10 km/s激光多普勒测速仪示值误差校准方法研究 被引量：1
14
作者 鲁伟俊 邓文 +2 位作者 丁宇洁 樊寅斌 彭希锋 《电子测量技术》 北大核心 2025年第10期8-14,共7页
对于高速激光多普勒速度测量系统测速误差无法有效校准的问题,本文基于回波模拟法建立示值误差校准方案,通过光频调制与光波长调节模拟测速系统测速过程中携带目标信息的光回波,间接模拟参考速度,进而实现激光多普勒测速系统示值误差的... 对于高速激光多普勒速度测量系统测速误差无法有效校准的问题,本文基于回波模拟法建立示值误差校准方案,通过光频调制与光波长调节模拟测速系统测速过程中携带目标信息的光回波,间接模拟参考速度,进而实现激光多普勒测速系统示值误差的校准。基于自研校准装置搭建校准实验,以测速上限高达10 km/s的激光多普勒测速仪为被校对象,开展示值误差校准实验。通过分析实验结果可知,基于光频调制与波长调节的回波模拟校准方案,可以实现宽速域内测速仪测速误差的校准,由测量准确度分析可知光频调制法的校准不确定度为U=0.26%(k=2),波长调节法的校准不确定度为U=1.5%(k=2)。该指标满足激光多普勒测速仪示值误差的校准需求,为激光多普勒测速仪示值误差的校准提供方法参考。 展开更多
关键词 高速激光多普勒测速仪 回波模拟 示值误差校准 光频调制 波长调节
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激光多普勒测振技术无损检测果冻橙粒化病
15
作者 刘智 赖庆荣 +3 位作者 张天禹 李斌 宋云峰 陈楠 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期160-169,共10页
粒化是柑橘类水果常见的一种内部病害,患有该病害的水果外部特征并不明显,难以从外观上直接识别出来。本文使用微型激光多普勒测振仪(micro-LDV)和共振喇叭搭建了一套声学振动实验装置,将其用于采集“爱媛38号”果冻橙的振动响应信号。... 粒化是柑橘类水果常见的一种内部病害,患有该病害的水果外部特征并不明显,难以从外观上直接识别出来。本文使用微型激光多普勒测振仪(micro-LDV)和共振喇叭搭建了一套声学振动实验装置,将其用于采集“爱媛38号”果冻橙的振动响应信号。然后,将一维的振动响应信号转换为振动多域图像,并构建了一个Resnet-Transformer(ResT)网络,用于提取振动多域图像中的深层特征,以识别果冻橙粒化病。本文中,使用振动多域图像分别训练ResT、Resnet50和Vision Transformer(ViT)模型,并将ResT的性能与Resnet50和ViT进行比较。最后,使用振动多域图像纹理特征或振动频谱特征训练偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和支持向量机(SVM)模型,并与ResT模型进行性能对比。结果表明,使用振动多域图像训练的ResT模型可以精准识别果冻橙粒化病并且检测准确率为98.61%,模型的F1为0.986、精确率为0.986、召回率为0.986。由上述结果可知,提出的方法可在简单、快速、低成本的前提下准确识别粒化果冻橙。 展开更多
关键词 激光多普勒测振 声学振动 柑橘粒化病 无损检测 振动多域图像
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调控矢量激光在湍流环境中的旋转多普勒测量
16
作者 胡建飞 骆斌 +1 位作者 王吉明 吴彤 《激光技术》 北大核心 2025年第3期392-398,共7页
实际环境中,大气湍流和不理想的目标会对旋转多普勒信号提取产生强烈干扰。为了从大气湍流等干扰中提取出有效的多普勒信号,采用多阶矢量涡旋光束偏振测量的方法,构建了基于矢量涡旋光束的抗湍流旋转多普勒测量系统,并研究了不同强度湍... 实际环境中,大气湍流和不理想的目标会对旋转多普勒信号提取产生强烈干扰。为了从大气湍流等干扰中提取出有效的多普勒信号,采用多阶矢量涡旋光束偏振测量的方法,构建了基于矢量涡旋光束的抗湍流旋转多普勒测量系统,并研究了不同强度湍流环境下的旋转多普勒频移测量,成功得到了不同速度粗糙目标物有效的多普勒信号。结果表明,通过用5阶、10阶、15阶和20阶涡旋光束对不同湍流强度下两种角速度的测量,验证了复杂环境下利用偏振维度可以有效过滤湍流噪声影响,并实现对物体角速度的准确测量,同时较高阶数的涡旋光束更有利于提高测量系统在复杂环境中的鲁棒性。该研究为风能发电、气象预报、医学研究以及海洋大气等领域中在湍流环境下的数据监测提供了有效参考。 展开更多
关键词 激光物理 旋转多普勒 矢量场 空间光调制器 轨道角动量 Q波片
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ZZ560型轴流式水轮机改造尾水管进口流速LDV测试
17
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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激光多普勒测速仪的前置放大电路噪声分布对信噪比的影响
18
作者 席崇宾 周健 +1 位作者 聂晓明 金世龙 《光学学报(网络版)》 2025年第16期75-81,共7页
为了解决激光多普勒测速仪用于高速载体的速度测量时出现的多普勒信号信噪比下降的问题,首先分析激光多普勒测速仪的前置放大电路的输出噪声对多普勒信号质量的影响。理论分析和仿真结果表明,前置放大电路的噪声增益峰会对多普勒信号的... 为了解决激光多普勒测速仪用于高速载体的速度测量时出现的多普勒信号信噪比下降的问题,首先分析激光多普勒测速仪的前置放大电路的输出噪声对多普勒信号质量的影响。理论分析和仿真结果表明,前置放大电路的噪声增益峰会对多普勒信号的信噪比产生影响,使信噪比在高频时逐渐下降。然后,选取两种不同型号的运算放大器设计前置放大电路,分别分析电路的输出噪声及输出信号的信噪比。最后,通过实验对仿真结果进行验证。实验结果表明:通过选取合适的电子元器件参数可以减小噪声增益峰对多普勒信号信噪比的影响,为激光多普勒测速仪前置放大电路的设计和优化提供理论支撑,使其更适用于高速载体的速度测量。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 前置放大电路 噪声增益峰 信噪比
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测风激光雷达远距离测量技术及应用
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作者 王改利 杨亮亮 +5 位作者 陈沛 范梦奇 马丽 郝勇 秦胜光 王琪超 《气象科技》 2025年第4期457-467,共11页
测风激光雷达具备高时空分辨率和非接触式测量的能力,对于森林火灾的防控和救援具有重要意义。然而,现有测风激光雷达探测距离难以满足森林草原火灾现场对远距离风场监测的需求。为此,本文从大功率激光发射技术与晴空弱信号算法两个方... 测风激光雷达具备高时空分辨率和非接触式测量的能力,对于森林火灾的防控和救援具有重要意义。然而,现有测风激光雷达探测距离难以满足森林草原火灾现场对远距离风场监测的需求。为此,本文从大功率激光发射技术与晴空弱信号算法两个方面展开研究,提出了大功率激光发射与噪声抑制技术,开发了基于激光雷达频谱信号的弱信号风速精度优化算法,从硬件技术与数据处理两方面实现了探测距离的综合提升。研究结果表明,采用上述技术和算法后测风激光雷达可以实现15 km的大范围风场测量,在12600 m处的数据获取率超过90%;与测风塔进行对比,探测精度具有很好的一致性,水平风速和风向的决定系数均在0.99以上,风速平均偏差在0.05 m/s以下,风向平均偏差在2°以下。 展开更多
关键词 森林火灾 三维风场探测 测风激光雷达 激光大功率发射技术 弱信号处理算法
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收发望远镜参数对光纤激光测振仪测量分辨力的影响
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作者 沈杨翊 戴玉 +2 位作者 孔新新 赵思泽鹏 张文喜 《物理学报》 北大核心 2025年第1期176-183,共8页
激光外差干涉测量是非接触振动探测的重要手段,随着探测目标距离拓展,人们对激光测振仪能量利用率和测量分辨力提出了更高的要求.基于菲涅耳衍射积分、光纤耦合等相关理论,建立了收发一体式光纤激光测振仪光场传递模型,并基于散粒噪声... 激光外差干涉测量是非接触振动探测的重要手段,随着探测目标距离拓展,人们对激光测振仪能量利用率和测量分辨力提出了更高的要求.基于菲涅耳衍射积分、光纤耦合等相关理论,建立了收发一体式光纤激光测振仪光场传递模型,并基于散粒噪声受限假设,提出粗糙目标回光情况仪器噪声基底评价方法.结果表明,收发望远镜焦距和口径共同决定系统能量利用率分布情况,并进一步影响仪器测量分辨力.针对激光波长为1550 nm,光纤模场半径为5μm,对准距离为1 km的典型应用场景进行数值仿真实验,收发透镜最优F数为3.3,验证了模型的正确性,仿真结果可作为光纤激光测振仪、激光测风雷达等收发镜头设计的依据. 展开更多
关键词 激光多普勒效应 光场传递 散斑 光纤耦合
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