JPH02268286A - 二次元レーザドップラ速度計 - Google Patents
二次元レーザドップラ速度計Info
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- JPH02268286A JPH02268286A JP9039089A JP9039089A JPH02268286A JP H02268286 A JPH02268286 A JP H02268286A JP 9039089 A JP9039089 A JP 9039089A JP 9039089 A JP9039089 A JP 9039089A JP H02268286 A JPH02268286 A JP H02268286A
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- Japan
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- light
- frequency
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- laser doppler
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Links
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Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、レーザ光を被測定体に照射し、その光周波数
の変移つまりドツプラシフトより被測定体の速度ないし
変位を測定するレーザドツプラ速度計に関し、特に二次
元の速度ベクトルを１つの測定器で同時に測定する測定
装置に間するものである。
の変移つまりドツプラシフトより被測定体の速度ないし
変位を測定するレーザドツプラ速度計に関し、特に二次
元の速度ベクトルを１つの測定器で同時に測定する測定
装置に間するものである。
〈従来の技術〉
従来、ドツプラ速度計として第４図に示ずような二光束
差動型レーザドップラ速度計が用いられている。第４図
を用いて測定原理を説明する。
差動型レーザドップラ速度計が用いられている。第４図
を用いて測定原理を説明する。
レーザ光［１よりでたレーザ光は、超音波偏向器２を用
いた周波数シフタにて二元束４，５に分離され、このう
ち−次回折光４は、周波数シフタな通過しないビームに
対してドライバ３の駆動角周波数ωＬだけ光周波数が増
加している。先負周波数ω−＋ωＬのビーム４と先負周
波数ω砂のビーム６は、集光レンズ６を経て、各ビーム
経路７，８より測定領域内の散乱粒子９で散乱され、再
び集光レンズ６で集められた後、光検出器１０で検波さ
れる。
いた周波数シフタにて二元束４，５に分離され、このう
ち−次回折光４は、周波数シフタな通過しないビームに
対してドライバ３の駆動角周波数ωＬだけ光周波数が増
加している。先負周波数ω−＋ωＬのビーム４と先負周
波数ω砂のビーム６は、集光レンズ６を経て、各ビーム
経路７，８より測定領域内の散乱粒子９で散乱され、再
び集光レンズ６で集められた後、光検出器１０で検波さ
れる。
ここで得られる検波電流の角周波数ω１は（１）式％式
％ ここで、Ｋは光の波数％ＶＸはＸ方向の速度、２αはビ
ーム７．８の成す角である。そこで、光検出器ｌＯの検
波電流を中心角周波数ωＬのパンドバスフィルタに通ぜ
ばＸ方向速度電流が得られる。
％ ここで、Ｋは光の波数％ＶＸはＸ方向の速度、２αはビ
ーム７．８の成す角である。そこで、光検出器ｌＯの検
波電流を中心角周波数ωＬのパンドバスフィルタに通ぜ
ばＸ方向速度電流が得られる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上述した従来の装置は、基本的には一次元計測であり、
Ｘ方向の速度は測定できるがＸ方向の速度は測定できな
い０本発明は、従来の二光束差動型レーザドップラ速度
計が一次元の速度しか測定できない欠点を解消し、四元
束を用いたり、２台の同一速度計を組み合わせることな
く、１台の二光束差動型レーザドップラ速度計で二次元
の速度計測を可能にするものである。
Ｘ方向の速度は測定できるがＸ方向の速度は測定できな
い０本発明は、従来の二光束差動型レーザドップラ速度
計が一次元の速度しか測定できない欠点を解消し、四元
束を用いたり、２台の同一速度計を組み合わせることな
く、１台の二光束差動型レーザドップラ速度計で二次元
の速度計測を可能にするものである。
〈問題点を解決するための手段〉
二元束差動型レーザドツプラ速度計において、各光束を
それぞれ単独で周波数変調し、一方の光束内に参照光発
生用の光学系を挿入し、検波後の速度信号Ｗｔ流をバン
ドパスフィルタに通すようにした。
それぞれ単独で周波数変調し、一方の光束内に参照光発
生用の光学系を挿入し、検波後の速度信号Ｗｔ流をバン
ドパスフィルタに通すようにした。
く作用〉
従来の、周波数シフタが１個の構成では、周波数の差が
大きくなるので電気信号処理が困難になるが、上記構成
のように２個の周波数シフタを設けることにより、周波
数の差の絶対値を小さく、しかも任意の値に設定できる
ので、二元束間のクロストークを除去することが可能と
なり、二次元の速度を精度良く同時測定できる。
大きくなるので電気信号処理が困難になるが、上記構成
のように２個の周波数シフタを設けることにより、周波
数の差の絶対値を小さく、しかも任意の値に設定できる
ので、二元束間のクロストークを除去することが可能と
なり、二次元の速度を精度良く同時測定できる。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実施例を示す側面図である。
Ｘ方向速度成分の測定原理は、従来の二光束差動型レー
ザドップラ速度計と同一であり、ここでは詳細な説明は
省略する。以下本発明で追加した部分の説明を行なう。
ザドップラ速度計と同一であり、ここでは詳細な説明は
省略する。以下本発明で追加した部分の説明を行なう。
レーザ光を二元束に分離したビームδ中にも、超音波偏
向器２′とドライバ３′を設けて一次回折光５′を発生
させ、この光路中にハーフミラ１１を挿入し、ここで分
離した光線をミラー１２で反射させて参照光として用い
る。光検出は光検出器１３を用いて行なう、その結果、
４→６→７→９→８→６→１１→１３の経路を通る信号
光は（３）式の丸角周波数を持つ。
向器２′とドライバ３′を設けて一次回折光５′を発生
させ、この光路中にハーフミラ１１を挿入し、ここで分
離した光線をミラー１２で反射させて参照光として用い
る。光検出は光検出器１３を用いて行なう、その結果、
４→６→７→９→８→６→１１→１３の経路を通る信号
光は（３）式の丸角周波数を持つ。
ωＲ＋ΔωＬ−Δω、 φ ・ ・ （３）但し、 ω
Ｒ＝ ωの＋ω′ 。
Ｒ＝ ωの＋ω′ 。
Δω［＝ ωＬ−ω′
Δωｙ ＝ ２ ” Ｋ ’ Ｖ ｙ ” Ｃ０８（１
ここで、■、はＸ方向速度である。そして、参照光とし
て５′→１１→１２→１１→１３の経路を通る丸角周波
数ωＲのビームを用いる。その結果、（４）式の検波電
流ω２が光検出器の出力として得られる。
ここで、■、はＸ方向速度である。そして、参照光とし
て５′→１１→１２→１１→１３の経路を通る丸角周波
数ωＲのビームを用いる。その結果、（４）式の検波電
流ω２が光検出器の出力として得られる。
ω２＝ΔωＬ−△ω、ＩＩ ◆ −（４）上述した新
規に追加した部分で、参照光型レーザドツプラ速度計が
構成されたことになる。
規に追加した部分で、参照光型レーザドツプラ速度計が
構成されたことになる。
ところが、同時に６′→６→８→９→８→１１→１３の
経路を通るクロストーク光も光検出器１３に入射しく６
）式の丸角周波数を持つ。
経路を通るクロストーク光も光検出器１３に入射しく６
）式の丸角周波数を持つ。
ωＲ−Δω８−Δω、 ・−拳（６）この光線とωＲ
の１＃照光から（６）式の角周波数ω３を持つ検波ｉｔ
流が生じる。
の１＃照光から（６）式の角周波数ω３を持つ検波ｉｔ
流が生じる。
ω３＝Δω８＋Δω、 Φ・・ （６）そこで、ΔωＬ
）Δω８、ΔωＥ）Δω、と設定しておき、第２図の信
号処理回路を通せば、第３図からも判るように、検波電
流中のクロストーク成分ω３は、ΔωＬを中心とするバ
ンドパスフィルタ１６で除去され、Ｘ方向の速度成分に
対するω２構成だけが得られる。
）Δω８、ΔωＥ）Δω、と設定しておき、第２図の信
号処理回路を通せば、第３図からも判るように、検波電
流中のクロストーク成分ω３は、ΔωＬを中心とするバ
ンドパスフィルタ１６で除去され、Ｘ方向の速度成分に
対するω２構成だけが得られる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、従来の二元束差動型レーザドツプラ速
度計に周波数シフタ１個と、ハーフミラ１枚と、光検出
器１つを追加するだけで、同時に二次元方向の速度計測
が可能になり、集光レンズ６から先には何も追加部品が
ないため、装置の大型化や複雑化に伴う操作性の低下を
まねくことがない。
度計に周波数シフタ１個と、ハーフミラ１枚と、光検出
器１つを追加するだけで、同時に二次元方向の速度計測
が可能になり、集光レンズ６から先には何も追加部品が
ないため、装置の大型化や複雑化に伴う操作性の低下を
まねくことがない。
また、２個の周波数シフタを使用することにより、周波
数差ΔωＬのｍ１ｌｌ！１を容易にし、検波電流をバン
ドパスフィルタに通すだけでクロストーク信号を除去で
き、簡単な光学系で済むなどの利点がある。さらに、光
ファイバを使用すれば光学系の大きさを小さくできコン
パクト化が図れるという特徴も合わせもつ。
数差ΔωＬのｍ１ｌｌ！１を容易にし、検波電流をバン
ドパスフィルタに通すだけでクロストーク信号を除去で
き、簡単な光学系で済むなどの利点がある。さらに、光
ファイバを使用すれば光学系の大きさを小さくできコン
パクト化が図れるという特徴も合わせもつ。
第１図は、本発明実施例の二次元速度計の光学系を示す
図、第２図は同速度計の信号処理系を示す図、第３図は
光検出器で検波される検波ｉｔ流の角周波数スペクトル
を説明する図、第４図は従来の二光束差動型レーザドツ
プラ速度計の光学系を示す図である。 １１０．レーザ光源 ２．２’、、、超音波偏向器を
用いた周波数シフタ ３．３’、、、偏向器駆動用ドライバ ２．−次回折光 ５３１．非回折光 ０．−次回折光 ６０９．集光レンズ８．プローブビ
ーム ０．被測定体（光散乱粒子） １３、、、光検出器 ８．ハーフミラ １２ 、 、、ミラ１５、、
、バンドパスフィルタ １７、、、周波数弁別器 ５ ′ ７．８ １０゜ １ ４゜ １Ｂ。
図、第２図は同速度計の信号処理系を示す図、第３図は
光検出器で検波される検波ｉｔ流の角周波数スペクトル
を説明する図、第４図は従来の二光束差動型レーザドツ
プラ速度計の光学系を示す図である。 １１０．レーザ光源 ２．２’、、、超音波偏向器を
用いた周波数シフタ ３．３’、、、偏向器駆動用ドライバ ２．−次回折光 ５３１．非回折光 ０．−次回折光 ６０９．集光レンズ８．プローブビ
ーム ０．被測定体（光散乱粒子） １３、、、光検出器 ８．ハーフミラ １２ 、 、、ミラ１５、、
、バンドパスフィルタ １７、、、周波数弁別器 ５ ′ ７．８ １０゜ １ ４゜ １Ｂ。
Claims (1)
- 二光束差動型レーザドップラ速度計において、各光束を
それぞれ単独で周波数変調し、一方の光束内に参照光発
生用の光学系を挿入し、検波後の速度信号電流をバンド
パスフィルタに通すことを特徴とする二次元レーザドッ
プラ速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9039089A JPH02268286A (ja) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | 二次元レーザドップラ速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9039089A JPH02268286A (ja) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | 二次元レーザドップラ速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02268286A true JPH02268286A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13997254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9039089A Pending JPH02268286A (ja) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | 二次元レーザドップラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02268286A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014513301A (ja) * | 2011-05-03 | 2014-05-29 | ポリテック・ゲー・エム・ベー・ハー | 振動している物体の非接触光学振動測定装置と方法 |
-
1989
- 1989-04-10 JP JP9039089A patent/JPH02268286A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014513301A (ja) * | 2011-05-03 | 2014-05-29 | ポリテック・ゲー・エム・ベー・ハー | 振動している物体の非接触光学振動測定装置と方法 |
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