[發(fā)明專利]速度矢量測量光纖傳感器及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010003693.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111077334A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳浩玉;羅振雄;莫俊杰;謝明強;但加坤;郭昭亮;劉明濤
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 胡慧東

1.速度矢量測量光纖傳感器，其特征在于，包括第一光纖探頭、第二光纖探頭、第三光纖探頭和第四光纖探頭，四支光纖探頭分別包括前端聚焦透鏡以及探頭尾纖兩部分，四支光纖探頭的前端聚焦透鏡部分設置在保護套內(nèi)。

2.如權利要求1所述的速度矢量測量光纖傳感器，其特征在于，所述第四光纖探頭設置在與保護套同軸心位置；

所述第一光纖探頭、第二光纖探頭、第三光纖探頭沿第四光纖探頭環(huán)向間隔120度均布、并與第四光纖探頭保持固定的傾角θ。

3.如權利要求1或2所述的速度矢量測量光纖傳感器，其特征在于，所述第四光纖探頭功能是入射和收集激光；

所述第一光纖探頭、第二光纖探頭、第三光纖探頭的功能是接收激光；

所述保護套為圓柱形，起到固定支撐和定位四支光纖探頭的作用。

4.如權利要求1-3任一項所述的速度矢量測量光纖傳感器的測量方法，其特征在于，包括：假設靶面運動矢量v方向與中間第四光纖探頭的夾角為θ₀，沿環(huán)向與第二光纖探頭的夾角為對各探頭原始信號進行短時FFT變換得到各自的頻率，四個探頭原始信號短時FFT變換的頻率分別為Δf₁、Δf₂、Δf₃和Δf₄，假設靶面運動矢量v沿四個測試方向的分量分別為v₁、v₂、v₃和v₄，則它們滿足：

其中，f₀為入射激光的頻率；根據(jù)上述方程可以得到靶面運動矢量v沿四個測試方向的分量；

根據(jù)幾何關系，靶面運動矢量v與速度分量之間滿足如下方程：

根據(jù)上述四個方程可以求解四個未知數(shù)：v₀，θ₀，θ，從而得到靶面運動矢量v的大小v₀和方向

5.如權利要求4所述的速度矢量測量光纖傳感器的測量方法，其特征在于，任意兩個方向和之間的夾角α滿足：