光学测量装置、光学测量方法、计算机程序和记录介质制造方法及图纸

光学测量装置(100，200)被设置有：光源(11)，该光源(11)利用光照射具有在其内侧流动的流体的测量对象；光接收单元(21)，该光接收单元(21)在接收来自利用光照射的测量对象的散射光时输出与散射光的强度相对应的光接收信号；干扰生成单元(31)，该干扰生成单元(31)生成用于使供应给光源的驱动电流波动的干扰信号；以及调节单元(32，33，35，36)，该调节单元(32，33，35，36)基于在干扰信号和以光接收信号为基础生成的信号之间的比较结果来调节驱动电流。

Optical measuring device, optical measuring method, computer program and recording medium

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学测量装置、光学测量方法、计算机程序和记录介质
本专利技术涉及一种用于通过使用光来测量例如测量目标的状态的光学测量装置和光学测量方法、计算机程序以及记录介质。
技术介绍
例如，设计这种类型的装置以防止从光源发射的光的特性变化。例如，专利文献1公开一种工艺/技术，其通过利用作为波长辨别设备的标准器检测激光二极管(LD)的振荡波长并且控制LD驱动电流和LD温度来稳定的LD振荡波长。可替选地，专利文献2公开通过采用使用分子或原子的吸收光谱的分光镜检测LD的振荡波长并且控制LD驱动电流和LD温度来稳定LD的振荡波长的工艺/技术。此外，专利文献3公开一种通过将交流电叠加在供应给激光二极管的直流电上来去除振荡波长的随机模式跳变的工艺/技术。引文列表专利文献专利文献1：日本专利申请特开No.H08-018145专利文献2：日本专利申请特开No.S63-064380专利文献3：日本专利申请特开No.2001-120509
技术实现思路
技术问题在专利文献1和2中描述的工艺/技术中，复杂的光学系统可能会增加装置的尺寸，或者使用相对昂贵的构件，例如，使用分子或原子的吸收光谱的分光镜可能会增加制造成本。在专利文献3中描述的工艺/技术中，可以去除模式跳变，但是仍然存在改进的空间。鉴于上述问题，因此，本专利技术的目的是提供一种能够相对简单地防止从光源发射的光的特性变化的光学测量装置和光学测量方法、计算机程序和记录介质。技术解决方案本专利技术的上述目的可以通过一种光学测量装置实现，该光学测量装置被设置有：光源，该光源被配置成利用光照射流体在其中流动的测量目标；光接收器，该光接收器被配置成接收来自测量目标的照射光的散射光并且被配置成输出与散射光的强度相对应的光接收信号；干扰生成器，该干扰生成器被配置成生成用于使被供应给光源的驱动电流波动的干扰信号；以及调节器，该调节器被配置成基于在基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果来调节驱动电流。本专利技术的上述目的还可以通过一种光学测量装置中的光学测量方法来实现，该光学测量装置包括：光源，该光源被配置成利用光照射流体在其中流动的测量目标；光接收器，该光接收器被配置成接收来自测量目标的照射光的散射光并且被配置成输出与散射光的强度相对应的光接收信号，该光学测量方法被设置有：生成用于使被供应给光源的驱动电流波动的干扰信号的过程；和基于在基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果来调节驱动电流的过程。本专利技术的上述目的还可以通过一种用于使计算机用作下述的计算机程序来实现，该计算机程序被设置在光学测量装置中，该光学测量装置包括：光源，其被配置成通过光照射流体在其中流动的测量目标；和光接收器，其被配置成接收来自测量目标的照射光的散射光，并且被配置成输出与散射光的强度相对应的光接收信号：干扰生成器，其被配置成生成用于使被供应给光源的驱动电流波动的干扰信号；和调节器，其被配置成基于在基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果来调节驱动电流。本专利技术的上述目的也可以通过在其上记录本专利技术的计算机程序的记录介质来实现。根据以下实施例的描述，本专利技术的效果和其他益处将变得显而易见。附图说明图1是图示根据第一实施例的光学测量装置的配置的框图。图2是图示根据第一实施例的光接收元件和I-V转换器的示例的电路图。图3是图示根据第一实施例的频率分析器和平均频率计算器的示例的概念图。图4是图示流速与平均频率之间的关系的示例的示意图。图5是图示根据第一实施例的LD温度控制器的配置的框图。图6是图示根据第一实施例的LD温度控制器中的构件的位置与温度之间的关系的示例的示意图。图7的(a)和(b)是示出功率频谱的示例的示意图。图8是图示热敏电阻器的检测到的温度与平均频率之间的关系的示例的示意图。图9是图示根据第一实施例的同步检测器的示例的概念图。图10是图示干扰信号、LD电流命令、平均频率、乘法器输出和检测到的信号中的每一个的示例的示意图。图11的(a)和(b)是图示根据第一实施例的在驱动光学测量装置时的驱动电流和平均频率中的每一个的示例的示意图。图12是图示根据第一实施例的第二修改示例的同步检测器的示例的概念图。图13是图示根据第一实施例的第二修改例的同步检测器中包括的HPF的滤波器特性的示例的特性图。图14是图示根据第二实施例的光学测量装置的配置的框图。具体实施方式将解释根据本专利技术的实施例的光学测量装置、光学测量方法、计算机程序和记录介质。(光学测量装置)根据实施例的光学测量装置被设置有：光源，其被配置成用光照射流体在其中流动的测量目标；光接收器，其被配置成接收来自测量目标的照射光的散射光并被配置成输出与散射光的强度相对应的光接收信号；干扰生成器，其被配置成生成用于使供应给光源的驱动电流波动的干扰信号；以及调节器，其被配置成基于在基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果来调节驱动电流。如果干扰信号使驱动电流波动，则从光源发射的光的强度也会波动。结果，基于光接收信号生成的信号也波动。在此，本专利技术人的研究已经显示，如果作为从光源发射的光的特性的光的干涉由于环境温度的变化而改变，则基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果也改变。因此，如果基于比较结果来调节驱动电流，则能够防止从光源发射的光的干涉的变化。如上所述，根据光学测量装置，能够相对简单地防止光的特性变化。在根据实施例的光学测量装置的一方面，基于光接收信号生成的信号是指示频率信息的信号，其通过对拍频信号执行频率分析而获得，所述拍频信号被包括在光接收信号中并且由照射光的多普勒频移引起。根据此方面，能够相对容易地将基于光接收信号生成的信号与干扰信号进行比较。在这个方面，指示频率信息的信号可以在通过用于选择性地使包括与干扰信号相关联的频率的预定频带的频率分量通过的滤波器之后与干扰信号进行比较。借助于这样的构造，能够防止噪声的影响。在根据实施例的光学测量装置的另一方面，通过泵传输流体，并且与干扰信号相关联的频率高于由泵引起的流体的脉动频率。根据这个方面，可以防止泵影响基于光接收信号生成的信号和干扰信号之间的比较结果。在根据实施例的光学测量装置的另一方面中，光源是半导体激光器，并且调节器被配置成基于比较结果来调节驱动电流，使得半导体激光器以单模振荡。根据此方面，可以使半导体激光器的光功率保持较低，并且还能够将光接收信号的信噪比(SN)设置为相对较高。在根据实施例的光学测量装置的另一方面，其被设置有：温度控制器，其被配置成控制光源的温度；和温度设置设备(i)，其被配置成，在控制温度控制器以改变光源的温度的同时，获得光源的温度与从光源发射的光的干扰之间的关系，并且(ii)被配置成，在对测量目标的测量之前，基于获得的关系来设置与温度控制器相关联的目标温度。根据此方面，可以相对容易地设定目标温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学测量装置，包括：/n光源，所述光源被配置成利用光照射流体在其中流动的测量目标；/n光接收器，所述光接收器被配置成接收来自所述测量目标的照射光的散射光，并且被配置成输出与所述散射光的强度相对应的光接收信号；/n干扰生成器，所述干扰生成器被配置成生成用于使被供应给所述光源的驱动电流波动的干扰信号；以及/n调节器，所述调节器被配置成基于在基于所述光接收信号生成的信号和所述干扰信号之间的比较结果来调节所述驱动电流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学测量装置，包括：
光源，所述光源被配置成利用光照射流体在其中流动的测量目标；
光接收器，所述光接收器被配置成接收来自所述测量目标的照射光的散射光，并且被配置成输出与所述散射光的强度相对应的光接收信号；
干扰生成器，所述干扰生成器被配置成生成用于使被供应给所述光源的驱动电流波动的干扰信号；以及
调节器，所述调节器被配置成基于在基于所述光接收信号生成的信号和所述干扰信号之间的比较结果来调节所述驱动电流。


2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，基于所述光接收信号生成的所述信号是指示频率信息的信号，所述频率信息通过对拍频信号执行频率分析而获得，所述拍频信号被包括在所述光接收信号中并且由所述照射光的多普勒频移引起。


3.根据权利要求2所述的光学测量装置，其中，指示所述频率信息的所述信号在通过用于选择性地通过预定频带的频率分量的频率滤波器之后与所述干扰信号进行比较，所述预定频带包括与所述干扰信号相关联的频率。


4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学测量装置，其中，
所述流体通过泵传输，并且
与所述干扰信号相关联的频率高于由所述泵引起的所述流体的脉动频率。


5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光学测量装置，其中，
所述光源是半导体激光器，并且
所述调节器被配置成基于所述比较结果来调节所述驱动电流，使得所述半导体激光器以单模振荡。


6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的光学测量装置，包括：
温度控制器，所述温度控制器被配置成控制所述光源的温度；和
温度设置设备，所述温度设置设备(i)被配置成在控制所述温度控制器以改变所述光源的所述温度的同时获得所述光源的所述温度与从所述光源发射的所述光的干扰之间的关系，并且(ii)被配置成在对所述测量目标的测量之前，基于获得的所述关系来设置与所述温度控制器相关联的目标温度。


7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的光学测量装置，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：立石洁，佐藤充，近藤正，小野寺涉，村上智也，县麻华里，安达玄纪，
申请(专利权)人：日本先锋公司，日机装株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP