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连续相干探测激光风速仪设计与测试

蒋杉 孙东松 韩於利 韩飞 周安然 郑俊 唐磊

蒋杉, 孙东松, 韩於利, 韩飞, 周安然, 郑俊, 唐磊. 连续相干探测激光风速仪设计与测试[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203008-1203008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
引用本文: 蒋杉, 孙东松, 韩於利, 韩飞, 周安然, 郑俊, 唐磊. 连续相干探测激光风速仪设计与测试[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203008-1203008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
Jiang Shan, Sun Dongsong, Han Yuli, Han Fei, Zhou Anran, Zheng Jun, Tang Lei. Design and test of laser anemometer based on continuous wave coherence detection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1203008-1203008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
Citation: Jiang Shan, Sun Dongsong, Han Yuli, Han Fei, Zhou Anran, Zheng Jun, Tang Lei. Design and test of laser anemometer based on continuous wave coherence detection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1203008-1203008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1203008

连续相干探测激光风速仪设计与测试

doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
基金项目: 

国家自然科学基金(41774193,41574180);安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2019A0724)

详细信息
    作者简介:

    蒋杉(1985-),男,讲师,博士生,主要从事光电检测与控制、激光遥感等方面的研究。Email:wdjiangshan@126.com

  • 中图分类号: TN958

Design and test of laser anemometer based on continuous wave coherence detection

  • 摘要: 为实现近距离风场的精确实时观测,基于连续相干探测技术,选取人眼安全的1.55 m为工作波长,设计了一台激光风速仪。系统光路采用全光纤结构增强运行稳定性,望远镜采用同轴透射式结构,有效口径为70 mm,测量光束聚焦距离为80 m。利用A/D采集卡上板载现场可编程门阵列芯片处理大气回波信号,并设计了谱质心算法估计径向风速,提高了系统运行的精确性和实时性。长期径向风速测量结果表明,所设计激光风速仪输出信号稳定,时间分辨率为1 s,风速测量范围下限约为0.915 m/s。与一台校准过的脉冲相干测风激光雷达进行对比实验,两设备测得风速数据相关系数为0.997,标准差为0.090 m/s,最大相差0.480 m/s。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-06
  • 修回日期:  2019-07-05
  • 刊出日期:  2019-12-25

连续相干探测激光风速仪设计与测试

doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
    作者简介:

    蒋杉(1985-),男,讲师,博士生,主要从事光电检测与控制、激光遥感等方面的研究。Email:wdjiangshan@126.com

基金项目:

国家自然科学基金(41774193,41574180);安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2019A0724)

  • 中图分类号: TN958

摘要: 为实现近距离风场的精确实时观测,基于连续相干探测技术,选取人眼安全的1.55 m为工作波长,设计了一台激光风速仪。系统光路采用全光纤结构增强运行稳定性,望远镜采用同轴透射式结构,有效口径为70 mm,测量光束聚焦距离为80 m。利用A/D采集卡上板载现场可编程门阵列芯片处理大气回波信号,并设计了谱质心算法估计径向风速,提高了系统运行的精确性和实时性。长期径向风速测量结果表明,所设计激光风速仪输出信号稳定,时间分辨率为1 s,风速测量范围下限约为0.915 m/s。与一台校准过的脉冲相干测风激光雷达进行对比实验,两设备测得风速数据相关系数为0.997,标准差为0.090 m/s,最大相差0.480 m/s。

English Abstract

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