[發明專利]基于散射激光多普勒效應的液體表面波探測方法及裝置

無效

• 申請號: 200910073496.4
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101710154A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 張曉琳;唐文彥;孫和義
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種基于散射激光多普勒效應的液體表面波探測方法，其特征在于：它的探測方法包括下述步驟：

步驟一：用低頻信號發生器輸出標準正弦波來驅動表面波激發器，使待測液體表面上產生表面波；

步驟二：用激光器照射步驟一中待測液體表面上產生的表面波，使攜帶了待測液體表面波信息的散射光作為信號光與參考光相干涉得到干涉光；

步驟三：將步驟二中得到的干涉光的光強信號用光電接收器接收，從光電接收器輸出的時域波形圖上得到交流光電信號U，對交流光電信號U進行解調得到待測液體表面波的頻率；

步驟四：將步驟三中光電接收器輸出的時域波形圖消除趨勢項以及平滑處理后再進行傅里葉變換，得到頻譜分析圖，根據頻譜分析圖上的液體表面波散射光發生的多普勒頻移值經過計算得出液體表面波的振幅。

2.根據權利要求1所述的基于散射激光多普勒效應的液體表面波探測方法，其特征在于：所述步驟一中低頻信號發生器輸出標準正弦波的頻率為fs，待測液體表面上產生的表面波幅值y_s(t)的表達式為：

其中：A_s為液體表面波的振幅，f_s為液體表面波的頻率，與低頻信號發生器輸出標準正弦波的頻率相等，t為時間，為液體表面波的初相位。

3.根據權利要求2所述的基于散射激光多普勒效應的液體表面波探測方法，其特征在于：結合步驟一中液體表面波幅值y_s(t)的公式，所述步驟二中得到的干涉光的光強公式為：

其中，I₁為信號光的光強，I₂為參考光的光強，λ為入射激光的光波長，Δ為信號光路與參考光路的光程差，L₁為液體表面靜止時信號光路的初始行程，L₂為液體表面靜止時參考光路的初始行程，設定則信號光與參考光干涉后的光強I的公式變形為：

將變形后的光強I的公式按照兩角和的余弦公式cos(α+β)＝cosαcosβ-sinαsinβ展開，

則I=I1+I2+2I1I2cosφ0cos[Xsin(2πfst)]-sinφ0sin[Xsin(2πfst)].]]>