【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光和精密测量，特别是涉及一种基于探测器温控的激光多普勒测速系统及方法。
技术介绍
1、激光多普勒测速仪(laser doppler velocimeter,ldv)具有测速精度高、无接触测量、空间分辨率高等众多优点，被广泛用于流体速度测量、固体表面振动测量以及位移测量中。此外，相对于里程计、加速度计、全球导航卫星系统(gnss)等传统测速方法，ldv还具有完全自主的能力，能够全天候、高可靠性地工作，为车辆导航定位提供了一种独立测速的方法，因此被逐渐用于与惯性导航系统、gnss构成组合导航系统。近年来，ldv在高速列车、水下航行器和飞行器上的应用引起了研究人员的广泛关注
2、激光多普勒测速仪通过接收运动表面的散射光来获取多普勒信号，这导致探测器接收到的信号极其微弱。此外，测量距离的增加和传输介质的变化会使信号强度进一步衰减。而多普勒信号的质量直接决定了测速仪获取速度的准确性以及测速仪的工作距离。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升多普勒信号的信噪比，有利于测量微弱信号的基于探测器温控的激光多普勒测速系统及方法。
2、一种基于探测器温控的激光多普勒测速系统，包括用于获取电信号的光路探测部件，以及对所述电信号进行处理的信号处理部件，所述光路探测部件中设置有温控组件，通过温控组件对所述光路探测部件进行温度控制，以调整所述光路探测部件的信噪比；
3、所述信号处理部件与所述光路探测部件电连接，通过对应温度下的信噪比
4、其中一个实施例中，所述光路探测部件包括：
5、激光器，用于发射激光光束；
6、分光镜，位于所述激光光束的路径上，用于将所述激光光束分为参考光束和测量光束，所述测量光束在待运动表面漫反射后形成散射光；
7、光电探测器，位于所述参考光束与所述散射光的路径上，用于采集所述参考光束与所述散射光，并将其转换为电信号；
8、温控组件，设置在所述光电探测器上，用于对所述光电探测器进行温度控制，以调整所述光电探测器输出信号的信噪比。
9、其中一个实施例中，所述温控组件包括导热片及半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端与所述导热片相贴合，所述光电探测器嵌入所述导热片中。
10、其中一个实施例中，所述导热片上远离所述半导体制冷片的一端设置有容纳部，所述容纳部上开设有通孔，所述光电探测器嵌入所述容纳部的通孔内。
11、其中一个实施例中，所述导热片与所述半导体制冷片均开设有通孔，当所述半导体制冷片的冷端与所述导热片相贴合时，两通孔孔位对齐，所述光电探测器嵌入所述导热片的通孔内。
12、其中一个实施例中，所述信号处理部件包括：
13、信号调理单元，与所述光电探测器电连接，用于对所述光电探测器输出的电信号进行处理，得到多普勒信号；
14、信号质量判断单元，与所述信号调理单元电连接，用于对所述多普勒信号进行信号质量判定；当信号质量不符合要求时，发送温度控制指令至pid控制单元；当信号质量符合要求时，将多普勒信号发送至解算单元；
15、pid控制单元，根据接收的温度控制指令对所述温控组件进行控制，以调节温度；
16、解算单元，根据符合质量的多普勒信号进行计算，得到待测运动表面的速度。
17、其中一个实施例中，所述信号调理单元包括：
18、前置放大器，与所述光电探测器电连接，用于对所述电信号进行幅度增强；
19、滤波器，与所述前置放大器电连接，用于对幅度增强后的所述电信号进行滤波处理；
20、ad采集单元，与所述滤波器电连接，用于将滤波处理后的所述电信号转换为数字信号；
21、傅里叶变换单元，与所述ad采集单元电连接，用于对所述数字信号进行处理，得到多普勒信号。
22、一种基于探测器温控的激光多普勒测速方法，所述方法包括：
23、通过温控组件对光电探测器进行温度调节，以获取当前温度下的光电探测器输出的电信号；然后根据信号调理单元对所述电信号进行处理，得到多普勒信号；
24、根据所述多普勒信号进行计算，得到信噪比；
25、根据所述信噪比判断当前多普勒信号的信号质量，当信号质量不符合要求时，通过所述温控组件重新调整温度，直至满足信号质量要求；
26、对满足信号质量的多普勒信号进行解算，得到待测运动表面的速度。
27、其中一个实施例中，根据所述信噪比判断当前多普勒信号的信号质量，包括：
28、设定阈值，判断所述信噪比是否满足阈值要求；若否，则通过pid控制算法对所述温控组件进行控制，调节温度；若是，则根据多普勒信号进行解算，得到待测运动表面的速度。
29、相较于现有技术，本专利技术提供的基于探测器温控的激光多普勒测速系统及方法具有以下有益技术效果：
30、1.本专利技术通过温控组件实现对光路探测部件进行温度控制，从而改变光路探测部件的放大倍数，进而提升多普勒信号的信噪比，提高光路探测部件对微弱信号的探测的能力。
31、2.本专利技术通过信号处理部件，可以自控制调整光路探测部件的温度，以提高多普勒信号的信噪比，保证了激光多普勒测速系统计算的准确性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于探测器温控的激光多普勒测速系统，包括用于获取电信号的光路探测部件，以及对所述电信号进行处理的信号处理部件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于探测器温控的激光多普勒测速系统，其特征在于，所述光路探测部件包括：
3.根据权利要求2所述的基于探测器温控的激光多普勒测速系统，其特征在于，所述温控组件包括导热片及半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端与所述导热片相贴合，所述光电探测器嵌入所述导热片中。
4.根据权利要求3所述的基于探测器温控的激光多普勒测速系统，其特征在于，所述导热片上远离所述半导体制冷片的一端设置有容纳部，所述容纳部上开设有通孔，所述光电探测器嵌入所述容纳部的通孔内。
5.根据权利要求3所述的基于探测器温控的激光多普勒测速系统，其特征在于，所述导热片与所述半导体制冷片均开设有通孔，当所述半导体制冷片的冷端与所述导热片相贴合时，两通孔孔位对齐，所述光电探测器嵌入所述导热片的通孔内。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于探测器温控的激光多普勒测速系统，其特征在于，所述信号处理部件包括：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。