本發(fā)明涉及到激光雙光束干涉，具體涉及到一種固體激光測(cè)速儀雙光束干涉交點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

Yeh等人于1964年證實(shí)了可利用激光多普勒頻移技術(shù)來確定流體速度,從此多普勒技術(shù)取得了快速的發(fā)展,被廣泛用于流體和氣體領(lǐng)域。目前,激光多普勒頻移技術(shù)做為一種測(cè)量流體或固體速度的新技術(shù),以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),被廣泛地應(yīng)用到流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、燃燒學(xué)、生物學(xué)、航空、航天、機(jī)械,和醫(yī)學(xué)以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的速度測(cè)量及其他有關(guān)測(cè)量。

固體激光測(cè)速儀主要來測(cè)固體移動(dòng)速度的，國內(nèi)目前沒有成品投入市場(chǎng)，因此國內(nèi)工廠不得不高價(jià)從國外進(jìn)口。

在激光精確測(cè)速過程中，激光干涉條紋是一個(gè)很重要的影響因素，一個(gè)單一的干涉條紋體積是兩支同樣顏色的光束在焦點(diǎn)上相交所構(gòu)成.在干涉條紋體積內(nèi)，兩束光光線形成明亮相間的相干條紋.當(dāng)粒子通過條紋時(shí)，從條紋反射的光線產(chǎn)生了一組被稱之為多普勒波群的正弦信號(hào).從每個(gè)條紋圖案拾取的散射光的頻率通過與粒子速度分量之間的關(guān)系計(jì)算出即時(shí)速度。當(dāng)物體反射的干涉條紋面積過小時(shí)，或有一些外界雜光進(jìn)入光電探測(cè)體內(nèi)時(shí)，光電探測(cè)器不能準(zhǔn)確的將有用激光干涉條紋的亮度轉(zhuǎn)換成電流或電壓。而且在安裝固體激光測(cè)速儀時(shí)，由于外在條件所限制，無法準(zhǔn)確讓干涉條紋面積盡量達(dá)到最大，這就需要一個(gè)裝置來調(diào)節(jié)干涉條紋的位置。

激光干涉條紋的產(chǎn)生條件之一是兩束光程差必須小于波列長度，一旦等于或大于，兩激光相交處無法產(chǎn)生干涉條紋，那么激光測(cè)速儀無法測(cè)到速度。也不能過于接近波列長度，那樣襯比度過于小，影響激光測(cè)速儀測(cè)速的準(zhǔn)確性。光程差為零時(shí)，干涉條紋為最佳。

激光是高斯光束，所以激光并不是平面波，即其在束腰位置上波面是平面，離開束腰位置波面就不再是平面而變成了曲面，所以要求激光束相交點(diǎn)比瑞利范圍小的多(即束腰附近可看成平面波)，那么我們就認(rèn)為相交光斑的條紋間距是直線，否則條紋間距不均勻，從而造成多普勒頻率的誤差，所以限制激光測(cè)速儀與測(cè)量物體之間的距離盡量小于一米。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有固體激光測(cè)速儀不能改變干涉條紋位置的缺陷，提供干涉條紋位置可調(diào)的裝置，提高激光測(cè)速儀的準(zhǔn)確性且方便安裝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：

一種固體激光測(cè)速儀雙光束干涉交點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)裝置，包括：殼體，激光發(fā)生器，光線控制系統(tǒng)，透鏡，光電探測(cè)處理系統(tǒng)組成；所為的殼體由外殼、激光發(fā)生器支架、前蓋組成，外殼是圓形的，在測(cè)速前要把殼體固定在中心線垂直于物體表面處，而且一般不超過一米。殼體的前蓋通過螺紋與殼體相連接來固定玻璃透鏡，激光發(fā)生器支架的作用是固定激光發(fā)射器于殼體中心的，使激光路徑與殼體中心線相重合，以便于在固定殼體時(shí)找到垂直于測(cè)速物體表面的位置。

所謂的光線控制系統(tǒng)是由分束棱鏡和三片反光鏡組成，分束棱鏡就是將激光發(fā)生器射出的激光分成兩束相互垂直的激光，且它是透射和反射比為50/50的中性分束棱鏡，這樣產(chǎn)生的干涉條紋效果為最佳，它由柱棒固定在殼體中心線上。反光鏡的作用是反射激光束，它也由柱棒來固定在殼體中心線上，柱棒下端有擋塊，它的作用是防止鏡片下滑。兩反光鏡由兩齒輪連接，作用是可同時(shí)同角度反向轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡。通過調(diào)節(jié)反射鏡的角度來改變激光的光路路線，進(jìn)而來調(diào)節(jié)兩激光光線相交產(chǎn)生的干涉條紋體位置，使干涉條紋的位置一直在殼體的中心線上，這樣可以減少激光測(cè)速儀的計(jì)算量和所需測(cè)量的物理量，而激光束與殼體的中心線之間的夾角則由反光鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的角度直接讀出來。中間一片反光鏡是固定反光鏡，不可調(diào)節(jié)，但其與殼體的中心線成45度角，且與分束棱鏡之間的距離僅為幾毫米，這樣兩光的光程差幾乎為零，不會(huì)因?yàn)楣獬滩畹膯栴}影響到激光干涉條紋的質(zhì)量。

所謂光電探測(cè)處理系統(tǒng)是由光電探測(cè)器、示波器組成，且光電探測(cè)器由柱棒固定在殼體中心線上。當(dāng)物體經(jīng)過激光干涉條紋體時(shí)，反射的干涉條紋光強(qiáng)透過透鏡直接垂直照射到光電探測(cè)器上，光電探測(cè)器再把光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)變于電信號(hào)，且探測(cè)器只探測(cè)干涉條紋為最佳，這就要求形成的干涉條紋在運(yùn)動(dòng)物體表面面積最大。示波器用于處理光電探測(cè)器送來的電信號(hào)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣蕊@示出來。

采用本發(fā)明的有益效果是：調(diào)節(jié)兩反光鏡的角度來控制干涉條紋在殼體中心線上的位置，使它在所測(cè)固體表面盡量呈現(xiàn)出最大面積，這樣有利于探測(cè)器所探測(cè)的光強(qiáng)全為有用光強(qiáng)，從而提高激光測(cè)速儀的準(zhǔn)確性，而且還方便安裝固定固體激光測(cè)速儀。安裝好固體激光測(cè)速儀，然后去調(diào)節(jié)反光鏡得角度就可以調(diào)節(jié)好干涉條紋最佳位置，而以前的激光測(cè)速儀在知道焦距的情況下而來安裝，由于軋鋼等需要測(cè)速的地方有時(shí)不方便安裝，或有某些物體阻擋，安裝不精確，從而帶來誤差。固體激光測(cè)速儀雙光束干涉交點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)裝置易于實(shí)現(xiàn)，簡單易行，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視圖；

圖2是上下兩反光鏡的局部主視圖；

圖3是上下兩反光鏡的仰視圖；

圖4是固體激光測(cè)速儀雙光束干涉交點(diǎn)位置的調(diào)節(jié)裝置的示波器示意圖；

圖中1-殼體、2-激光發(fā)生器支架、3-激光發(fā)生器、4-反光鏡一、5-反光鏡二、6-光電探測(cè)器、7-透鏡、8-測(cè)速固體、A-兩束激光相交后端點(diǎn)、B-兩束激光相交前端點(diǎn)、9-殼體前蓋、10-反光鏡三、11-分束棱鏡、12-反光鏡齒輪支柱、13-反光鏡三的齒輪、14-角度盤、15-反光鏡調(diào)節(jié)把手、16-反光鏡一的齒輪、17-角度指針、18-示波器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參考圖1，圖2，圖3，圖4，所述的激光發(fā)生器3用激光發(fā)生器支架2固定在殼體1的中心線上，以便于發(fā)射的激光光線與殼體1中心線重合，激光發(fā)生器3外界與電源相接，以提供電能。

所謂的光線控制系統(tǒng)是從激光發(fā)生器3射出的激光通過分束棱鏡11分成相互垂直的兩條激光線，一條與原方向相同，經(jīng)過反光鏡5垂直于殼體中心線反射到反光鏡10上。而另一條激光經(jīng)過反光鏡4射出，反光鏡4與齒輪16通過反光鏡齒輪支柱12固定在殼體上，是可以旋轉(zhuǎn)的。反光鏡10與齒輪13通過反光鏡齒輪支柱12固定在殼體上，也是可以旋轉(zhuǎn)的。齒輪16與齒輪13是無間隙嚙合，通過反光鏡調(diào)節(jié)把手15來旋轉(zhuǎn)控制，所轉(zhuǎn)過得角度由角度指針17與角度盤14相結(jié)合直接可以讀出，人工輸入后續(xù)處理系統(tǒng)程序中，而且由于反光鏡4和反光鏡10的轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同，所以產(chǎn)生的交點(diǎn)近似看為在殼體的中心線上。這樣通過調(diào)節(jié)反光鏡調(diào)節(jié)把手15來控制兩束光線相交產(chǎn)生的條紋模型在中心線上的位置，相交的前端點(diǎn)為A點(diǎn)，后端點(diǎn)為B點(diǎn)，所測(cè)物體表面在A、B中心上時(shí)所呈現(xiàn)的條紋光斑最大。

所謂的透鏡7就是玻璃鏡片，透鏡7的作用是防止外界雜質(zhì)進(jìn)入到殼體內(nèi)，以免影響系統(tǒng)測(cè)速的準(zhǔn)確性。

所謂光電探測(cè)處理系統(tǒng)是由光電探測(cè)器6、示波器18組成，光電探測(cè)器6與示波器18由電線直接相連，它所探測(cè)到的信號(hào)直接輸入到示波器18中去，經(jīng)示波器18處理后直接讀出動(dòng)態(tài)速度。