[发明专利]测量装置及多普勒测速仪

权利要求书

1.一种测量装置，其特征在于，所述测量装置包括发射单元、接收单元及信号处理系统；其中，

所述发射单元，用于发射激光至被测流体中的粒子产生散射光；

所述接收单元，用于接收所述散射光进行混频得到多普勒频差量，将所述多普勒频差量转换为电信号并输出所述电信号；

所述信号处理系统，用于接收所述电信号，基于所述电信号判断所述被测流体的运动方向并确定所述粒子的运动速度；

所述信号处理系统，还用于根据所述粒子的运动速度确定所述被测流体的运动速度。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述发射单元包括半导体激光器、分光棱镜、第一发射透镜、第二发射透镜、第一全反射棱镜、第二全反射棱镜及声光频移器，其中，

所述半导体激光器，用于发射激光至所述分光棱镜；

所述分光棱镜，用于接收所述激光并将所述激光分为强度相等的入射光和参考光；

所述第一发射透镜，用于接收所述参考光，将所述参考光入射至所述被测流体中的粒子产生第一散射光；

所述第一全反射棱镜及所述第二全反射棱镜，用于接收所述入射光，以使所述入射光经过两次全反射输出至所述声光频移器；

所述声光频移器，用于对所述入射光进行频率调制，使所述入射光产生相对频移量，输出调频入射光；

所述第二发射透镜，用于接收所述调频入射光，将所述调频入射光入射至所述被测流体中的粒子产生第二散射光。

3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述接收单元包括：接收会聚透镜及光电检测器，其中，

所述接收会聚透镜，用于会聚所述第一散射光及所述第二散射光；

所述光电检测器，用于接收所述第一散射光及所述第二散射光进行混频得到多普勒频差量，将所述多普勒频差量转换为电信号并输出所述电信号。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述信号处理系统包括电压跟随器及高通滤波器，所述电压跟随器与所述光电检测器连接；所述电压跟随器与所述高通滤波器连接；其中，

所述电压跟随器，用于将所述电信号无损耗的输出至所述高通滤波器，且不引入噪声；

所述高通滤波器，用于接收所述电信号，滤除所述电信号中的低频基底信号，输出滤波电信号。

5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述信号处理系统还包括可变增益放大器及AD转换器，所述可变增益放大器与所述高通滤波器连接，所述可变增益放大器与所述AD转换器连接，其中，

所述可变增益放大器，用于将所述滤波电信号放大到所述AD转换器需要的幅度，并稳定所述滤波电信号的功率，输出放大电信号；

所述AD转换器，用于接收所述放大电信号，将所述放大电信号转换为数字信号。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述信号处理系统还包括主控制芯片，所述主控制芯片与所述AD转换器连接，其中，

所述主控制芯片，用于接收所述数字信号，进行快速傅氏变换运算，得到所述数字信号的频谱；

根据所述频谱提取所述多普勒频差量；

基于所述多普勒频差量及所述相对频移量，计算所述被测流体中粒子的运动速度，所述粒子的运动速度即为所述被测流体的运动速度。

7.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述主控制芯片，还用于判断所述被测流体的运动方向；

当所述多普勒频差量大于所述相对频移量时，所述被测流体的运动方向与所述粒子的运动方向相同；

当所述多普勒频差量等于所述相对频移量时，所述被测流体静止；

当所述多普勒频差量小于所述相对频移量时，所述被测流体的运动方向与所述粒子的运动方向相反。