[發明專利]一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器

在審

• 申請號: 202111356171.4
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114137251A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 俞本立;孫曉園;涂郭結;甄勝來;曹志剛;張磊;孫靜靜
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 趙宗海

1.一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，包括封裝殼體(15)，封裝殼體(15)內部封裝有激光光源(1)、干涉光路和信號處理模塊(13)，其特征在于：所述激光光源(1)內部呈環形腔結構，且激光光源(1)設置于封裝殼體(15)內部右端，所述干涉光路設置于激光光源(1)左端，所述干涉光路包括雙光束結構和參考光結構。

2.根據權利要求1所述的一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，其特征在于：所述激光光源(1)為單頻窄線寬綠光激光光源，且激光光源(1)內部設置有溫度反饋控制系統、全保偏摻鐿光纖多級放大結構、泵浦結構和周期性極化鈮酸鋰晶體。

3.根據權利要求2所述的一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，其特征在于：所述雙光束結構包括裝置左端設置的透鏡(8)，透鏡(8)右端上下兩側對稱設置的第二準直器(6)和第三準直器(7)，以及激光光源(1)左端設置的耦合器(2)，所述耦合器(2)與第三準直器(7)之間設置有光開關(3)，且透鏡(8)右端中央設置有接收光縮束系統(9)，所述接收光縮束系統(9)右端設置有分束器(10)和探測器(12)及探測器(12)左端設置的聚焦透鏡(11)，且探測器(12)與信號處理模塊(13)相連接。

4.根據權利要求3所述的一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，其特征在于：所述參考光結構包括透鏡(8)，第二準直器(6)，以及激光光源(1)左端設置的耦合器(2)，接收光縮束系統(9)右端設置的分束器(10)和分束器(10)右端設置有聚焦鏡(11)，所述聚焦鏡(11)右端設置有探測器(12)，且探測器(12)與信號處理模塊(13)相連接，所述分束器(10)下端設置有第一準直器(5)，所述第一準直器(5)與光開關(3)之間設置有聲光調制器(4)。

5.根據權利要求4所述的一種一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，其特征在于：所述信號處理模塊(13)與外部的上位機(14)相連接，且信號處理模塊(13)與光開關(3)信號連接。

6.一種如權利要求5所述的一體式多用途激光多普勒流速測量儀器，其特征在于，所述一體式多用途激光多普勒流速測量儀器的使用方法為包括以下步驟：

①激光光源(1)首先通過耦合器(2)將激光按照光強45：55的比例分成兩路激光，光強比為45的激光通過光纖輸入至第二準直器(6)，另一路激光經光開關(3)根據測試環境選擇后進入聲光調制器(4)或者輸出至第三準直器(7)；

②當被測流體的粒子濃度較高時，信號處理模塊(13)控制光開關(3)將分束后的激光，又被稱為參考光輸入至聲光調制器(4)中，后通過第一準直器(5)入射至分束器(10)；步驟①中進入第二準直器(6)的光束，又被稱之為探測光經透鏡(8)聚焦后入射至被測流體，經流體中粒子散射的接收光通過接收光縮束系統(9)縮束至與參考光同等直徑的光束，后進入分束器(10)與參考光進行干涉，經聚焦鏡(11)聚焦后進入探測器(12)；

③當被測流體的粒子濃度較低時，信號處理模塊(13)控制光開關(3)將分束后的激光輸入至第三準直器(7)，經透鏡(8)與步驟①中進入第二準直器(6)輸出的光束共同聚焦至流體被測點，被測點的散射光經透鏡(8)轉為平行光束，再經接收光縮束系統(9)縮束后，經分束器(10)和聚焦透鏡(11)后進入探測器(12)；

④通過信號處理模塊(13)計算流速。