一种多普勒光纤准直器阵列探头的制作方法

1.本实用新型属于多普勒测速设备技术领域，具体涉及一种多普勒光纤准直器阵列探头。


背景技术：

2.激光多普勒测速技术(简称ldv)是激光的一种重要技术运用，是一种测量流体或固体速度的新技术，它具有非接触测量、精度高、测点小、动态响应快、可测多维速度和判别速度方向等优点。激光多普勒测速技术主要利用多普勒频移原理，即任何形式的波传播，由于波源，接收器，传播介质或散射体的运动，频率都会发生变化，产生了多普勒频移。
3.光纤多普勒测速仪的工作原理：窄带光源发射的激光通过光纤放大器，以及声光调制器后，通过光纤耦合器输入到光纤探头中，光纤探头根据使用距离的要求，选择合适的工作距离和光斑尺寸。光纤探头的主要作用是把激光传输到被测运动物体上，同时接受被测物体散射回来的光，散射光再次通过光纤耦合器传输到调制解调器，测得光频率的变化量，即频移，推算出被测物体的运动速度。
4.光纤探头普遍使用的是单路聚焦器，是由一个透镜和一个尾纤，按一定工作距离和光斑尺寸设计。通常，单路聚焦器的光纤多普勒测速仪的探测对象为只需要探测单个点的运动物体，或者平面类的运动物体。对于较复杂的运动目标，例如爆炸碎片，单路聚焦器探头是无法探测全局的运动情况的。这种情况，就需要根据需要增加光纤探头的数量。
5.增加光纤探头的数量常常采用像并联电路那样，多接几个单路聚焦器，优点是探头制作简单，不增加工作量，缺点是占用较大的空间，固定起来比较复杂，而且探测的最小分辨率取决于单路聚焦器的外径的大小。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种多普勒光纤准直器阵列探头，能够同时探测运动目标多个点的多普勒频移，全方位确定运动目标的运动情况。
7.本实用新型所采用的技术方案是，一种多普勒光纤准直器阵列探头，包括多行由光纤准直器并列形成的光纤准直器组，相邻两行光纤准直器组的光纤准直器错位排列，任意相邻两行光纤准直器组之间通过平板玻璃隔开。
8.本实用新型的特点还在于：
9.相邻两行光纤准直器组之间横向错位距离0.5
‑
0.7mm。
10.相邻两行光纤准直器组之间的纵向距离不大于4mm。
11.多行光纤准直器组外套接外壳体。
12.外壳体一末端连接光纤护套。
13.光纤准直器包括相连的光纤尾纤和自聚焦透镜，光纤尾纤连接输入光纤，光纤通过光纤护套延伸至外壳体内。
14.外壳体另一末端活性连接透镜盖板。
15.外壳体一侧边与透镜盖板一侧边通过活页连接或螺纹连接或嵌套连接。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型一种多普勒光纤准直器阵列探头，采用集成化的光纤阵列探头设计，实现多普勒测速探头的多点探测、集成化，以及小型化，同时探测运动目标多个点的多普勒频移，全方位确定运动目标的运动情况。光纤准直器采用自聚焦透镜，在满足工作距离和光斑大小要求的前提下，减小了探头的整体体积和运动点采集数目。
附图说明
18.图1是现有的多普勒测速系统单探头的结构示意图；
19.图2是本实用新型中一种多普勒光纤准直器阵列探头的结构示意图；
20.图3是本实用新型中一种多普勒光纤准直器阵列探头的截面图。
21.图中，1.光纤准直器，2.外壳体，3.光纤护套，4.平板玻璃，5.透镜盖板。
具体实施方式
22.下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
23.现有的多普勒测速系统单探头的结构示意图如图1所示，采用的是单光纤探头，探测点单一、数据采集慢、探测目标局限性大的问题。
24.本实用新型一种多普勒光纤准直器阵列探头，如图2及图3所示，包括多行由光纤准直器1并列形成的光纤准直器组，相邻两行光纤准直器组的光纤准直器1错位排列，任意相邻两行光纤准直器组之间通过平板玻璃4隔开。
25.相邻两行光纤准直器组之间横向错位距离0.5
‑
0.7mm。
26.相邻两行光纤准直器组之间的纵向距离不大于4mm。
27.多行光纤准直器组外套接外壳体2。
28.外壳体2一末端连接光纤护套3。
29.光纤准直器1包括相连的光纤尾纤和自聚焦透镜，光纤尾纤连接输入光纤，光纤通过光纤护套3延伸至外壳体2内。
30.外壳体2另一末端活性连接透镜盖板5。
31.外壳体2一侧边与透镜盖板5一侧边通过活页连接或螺纹连接或嵌套连接。
32.本实用新型一种多普勒光纤准直器阵列探头中各部件的作用如下：
33.光纤准直器1并列形成的光纤准直器组，多个光纤准直器组错位排列形成多普勒光纤准直器阵列探头，应用到多普勒测速系统中时，每个光纤探头有一个光纤连接头，连接一只光纤耦合器，传输数据至调制解调器。比单探头的多普勒频移数据采集速度快了很多倍，很大程度上提高了系统的数据采集速度，以及数据实时采集量。
34.相邻两行光纤准直器组之间横向错位距离0.5
‑
0.7mm，这种紧凑排列的阵列，可以很密集地探测运动点的多普勒频移，而且光纤探头间隔一致性好，在运动目标上，探测点比较密集，且分布均匀。上下两排准直器错位排列，这种之字形排列，可以无间隔地探测运动目标，探测点的密集程度比单行光纤探头增加一倍。
35.外壳体2能够起到固定支撑光纤准直器组的作用，由于光纤器件自身不能承受外力作用，在此外壳体2能够起到保护作用。
36.光纤护套3能够起到对光纤的保护作用，防止外壳体2等结构由于碰撞、摩擦等因素对光纤造成破坏。
37.平板玻璃4能够起到安装每路透镜时粘接用，便于装配使用。
38.透镜盖板5能够活性连接在外壳体2端部，能够对光纤准直器1起到保护作用。
39.本实用新型一种多普勒光纤准直器阵列探头的使用如下：
40.使用时，打开透镜盖板5，对准目标，通过多个光纤准直器组错位排列形成多普勒光纤准直器阵列探头，应用到多普勒测速系统中时，每个光纤探头有一个光纤连接头，连接一只光纤耦合器，传输数据至调制解调器。比单探头的多普勒频移数据采集速度快了很多倍，很大程度上提高了系统的数据采集速度，以及数据实时采集量。
41.相邻两行光纤准直器组之间横向错位距离0.5
‑
0.7mm，这种紧凑排列的阵列，可以很密集地探测运动点的多普勒频移，而且光纤探头间隔一致性好，在运动目标上，探测点比较密集，且分布均匀。上下两排准直器错位排列，这种之字形排列，可以无间隔地探测运动目标，探测点的密集程度比单行光纤探头增加一倍。
42.通过上述方式，本实用新型一种多普勒光纤准直器阵列探头，采用集成化的光纤阵列探头设计，实现多普勒测速探头的多点探测、集成化，以及小型化。产品采用尺寸更小的自聚焦透镜，在满足工作距离和光斑大小要求的前提下，减小了探头的整体体积和运动点采集数目。多路光纤阵列由几行横向排列的光纤探头组成，光纤探头的数目越多，调试难度越大，可根据运动目标的复杂情况，选择探头的数目。


技术特征：
1.一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，包括多行由光纤准直器(1)并列形成的光纤准直器组，相邻两行所述光纤准直器组的光纤准直器(1)错位排列，任意相邻两行所述光纤准直器组之间通过平板玻璃(4)隔开。2.根据权利要求1所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，相邻两行光纤准直器组之间横向错位距离0.5
‑
0.7mm。3.根据权利要求1所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，相邻两行光纤准直器组之间的纵向距离不大于4mm。4.根据权利要求1所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，多行所述光纤准直器组外套接外壳体(2)。5.根据权利要求4所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，所述外壳体(2)一末端连接光纤护套(3)。6.根据权利要求5所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，所述光纤准直器(1)包括相连的光纤尾纤和自聚焦透镜，所述光纤尾纤连接输入光纤，所述光纤通过光纤护套(3)延伸至外壳体(2)内。7.根据权利要求5所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，所述外壳体(2)另一末端活性连接透镜盖板(5)。8.根据权利要求7所述一种多普勒光纤准直器阵列探头，其特征在于，所述外壳体(2)一侧边与透镜盖板(5)一侧边通过活页连接或螺纹连接或嵌套连接。

技术总结
本实用新型公开了一种多普勒光纤准直器阵列探头，包括多行由光纤准直器并列形成的光纤准直器组，相邻两行光纤准直器组的光纤准直器错位排列，任意相邻两行光纤准直器组之间通过平板玻璃隔开；采用集成化的光纤阵列探头设计，实现多普勒测速探头的多点探测、集成化，以及小型化，同时探测运动目标多个点的多普勒频移，全方位确定运动目标的运动情况。光纤准直器采用自聚焦透镜，在满足工作距离和光斑大小要求的前提下，减小了探头的整体体积和运动点采集数目。采集数目。采集数目。


技术研发人员：刘钊 张丹 冯丽丽 刘璐 马星 梁亮
受保护的技术使用者：西安飞秒光纤技术有限公司
技术研发日：2020.12.11
技术公布日：2021/10/15