基于光电振荡器的远距离位移测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出基于光电振荡器的远距离位移测量装置和测量方法，属于位移检测技术领域。该发明专利技术包括两个结构相同的光电振荡器，其中一个为参考光电振荡器，另一个为测量光电振荡器。测量光电振荡器中位移测量模块的位移转换为测量光电振荡器产生的微波信号的频率变化；将两个光电振荡器产生的微波信号鉴频，获得位移引起的微波信号的频率变化，形成位移的频率解调方式。此外，两个光电振荡器通过偏振复用技术共用长光纤延时线，形成互参考结构，用于消除温度等外界因素对位移测量结果的影响。最终实现基于光电振荡器的温度不敏感的实时远距离位移测量。

【技术实现步骤摘要】
基于光电振荡器的远距离位移测量装置和测量方法
本专利技术属于测距
，具体涉及了一种基于光电振荡器的远距离位移测量装置和测量方法。
技术介绍
近年来随着科学、技术的发展，科学研究、生产建设对大量程、高精度的距离测量提出了越来越迫切的需求，如：大型设备、构件的生产、装配和运行监控；地球重力场研究；我国空间探索、导航等领域的需要等。传统的距离及其相关参数的光学测量方法包括六种，光强测量法、三角测量法、共焦测量法、多普勒测量法、时间飞行法、光学相干法。光强测量法通常包括一个光源和一个探测器，其结构简单、成本低，但存在多目标反射干涉影响测量精度的问题。三角测量法通常包括一个光源与光电探测器阵列，具有成本低的优势，但是其测量能力受光电探测器阵列的密集程度影响。共焦测量法的测量距离通常只有几毫米，无法满足远距离测量。多普勒测量法无法测量待测目标的距离。时间飞行法通常基于光脉冲实现，可以同时测量目标距离和速度，但是其测量分辨率与测试精度较低。光学相干法是一种精密测量距离的方法，采用光波相位干涉测距。上述六种光学测量距离及其相关参数的方法在实时地、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光电振荡器的远距离位移测量装置，其特征在于：包括参考光电振荡器、测量光电振荡器、鉴频模块、频率计数模块、频谱测量模块和信号处理模块，所述参考光电振荡器的输出微波信号为两路，其中一路参考光电振荡器输出的微波信号与测量光电振荡器输出的微波信号同时输入鉴频模块中，另一路参考光电振荡器输出的微波信号输入到频谱测量模块；鉴频模块输出中频信号后，将中频信号输入频率计数模块中，频率计数模块和上述频谱测量模块将信息输出到信号处理模块。/n

【技术特征摘要】
1.基于光电振荡器的远距离位移测量装置，其特征在于：包括参考光电振荡器、测量光电振荡器、鉴频模块、频率计数模块、频谱测量模块和信号处理模块，所述参考光电振荡器的输出微波信号为两路，其中一路参考光电振荡器输出的微波信号与测量光电振荡器输出的微波信号同时输入鉴频模块中，另一路参考光电振荡器输出的微波信号输入到频谱测量模块；鉴频模块输出中频信号后，将中频信号输入频率计数模块中，频率计数模块和上述频谱测量模块将信息输出到信号处理模块。


2.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的远距离位移测量装置，其特征在于：所述参考光电振荡器包括激光源模块、偏振控制模块0、光耦合模块、电光调制模块1、偏振控制模块1、偏振合束模块1、光纤延迟模块、偏振合束模块2、参考光延时模块、光电探测模块1、微波放大模块1、微波滤波模块1以及微波耦合模块1，所述激光源模块产生光信号后，经偏振控制模块0后由光耦合模块输入电光调制模块1，电光调制模块1将微波信号调制到光信号上，被调制后的光信号通过偏振控制模块1输入偏振合束模块1；后经光纤延迟模块输入偏振合束模块2，所述偏振合束模块2与参考光延时模块相连，并通过参考光延时模块将光信号输入光电探测模块1，光电探测模块1将光信号转为微波信号后由微波放大模块1放大后，经微波滤波模块1滤波，然后通过微波耦合模块1，微波耦合模块1将光信号分为三路，其中一路反馈回电光调制模块1形成参考光电振荡器的光电反馈环路，一路传输到频谱测量模块，一路传输到频率计数模块。


3.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的远距离位移测量装置，其特征在于：所述测量光电振荡器包括激光源模块、偏振控制模块0、光耦合模块、电光调制模块2、偏振控制模块2、偏振合束模块1、光纤延迟模块、偏振合束模块2、位移测量模块、光电探测模块2、微波放大模块2、微波滤波模块2、微波耦合模块2，所述激光源模块产生光信号，光信号经偏振控制模块0后由光耦合模块输入电光调制模块2，电光调制模块2将微波信号调制到光信号上，被调制后的光信号通过偏振控制模块2输入偏振合束模块1；后经光纤延迟模块输入偏振合束模块2，所述偏振合束模块2与位移测量模块相连，并将光信号输入光电探测模块2，光电探测模块2将光信号转为微波信号后由微波放大模块2放大后、经微波滤波模块2滤波，然后通过微波耦合模块2反馈回电光调制模块2形成参考光电振荡器的光电反馈环路。


4.根据权利要求3所述的基于光电振荡器的远距离位移测量装置，其特征在于：所述位移测量模块包括空间光-光纤耦合棱镜1、全反射棱镜、空间光-光纤耦合棱镜2，来自偏振合束模块2的光信号通过空间光-光纤耦合棱镜1转换到空间传输，传输至待测目标，待测目标为全反射棱镜，并由全反射棱镜反射，被反射的光通过空间光-光纤耦合棱镜2传输至光电探测模块2。


5.基于光电振荡器的远距离位移测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.在参考光电振荡器中，激光源模块产生光信号后由偏振控制模块0调节，偏振控制模块0调节激光源模块产生的光信号的偏振方向，让激光源模块产生的光信号的偏振方向与电光调制模块1的主轴相同，经偏振控制模块0调节后的光信号进入光耦合模块，光耦合模块将光信号分成两束，其中一束光信号进入电光调制模块1，另一束光信号进入测量光电振荡器的电光调制模块2，电光调制模块1将微波信号调制到进入电光调制模块1的光信号上，被调制后的光信号经偏振控制模块1调节，偏振控制模块1调节输入偏振合束模块1的光信号的偏振方向与偏振合束模块1输入端的主轴相同，偏振合束模块1将上述被调节的光信号与测量光电振荡器中偏振控制模块2输出的光信号合成一束，合成后的光信号经光纤延迟模块传入偏振合束模块2，通过偏振合束模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志强，苏君，邱琪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51