一种激光测风雷达天线的制作方法

1.本技术涉及激光雷达测风技术领域，尤其是涉及一种激光测风雷达天线。


背景技术：

2.激光雷达测风技术应用多普勒效应，向大气发射激光束并测量空气悬浮物反射激光束的频移来测量风速，激光雷达测风技术广泛应用于大气风场的实时监测，现有激光测风雷达天线一般通过单通道进行激光的发射与接收。
3.针对上述相关技术，发明人认为，现有激光测风雷达天线由于装配、调试以及使用等因素影响，天线的光纤出光轴难以和物镜组光轴保持同轴，导致激光测风雷达天线的测量精度下降。


技术实现要素：

4.为了改善激光测风雷达天线光纤出光轴与物镜组光轴不同轴导致的测量精度下降问题，本技术提供一种激光测风雷达天线。
5.本技术提供的一种激光测风雷达天线采用如下的技术方案：
6.一种激光测风雷达天线，包括底座，所述底座上连接有激光通道，所述激光通道包括物镜组件、镜筒和用于连接光纤的调节垫片，所述物镜组件连接在底座内部，所述镜筒连接在底座上并与物镜组件相对分布，所述调节垫片开有贯穿的透光孔，所述调节垫片通过调节组件连接在镜筒远离底座的一端。
7.通过采用上述技术方案，通过调节组件的调整，使得连接在其上的调节垫片位置改变，从而使连接在调节垫片上的光纤出光轴与激光通道内的物镜组件光轴同轴，提升了激光测风雷达天线的测量精准度。
8.可选的，所述调节组件包括第一螺栓，所述调节垫片上开设有贯穿的安装孔，所述第一螺栓穿设于安装孔内并与镜筒螺纹连接，所述安装孔孔径大于第一螺栓的螺纹外径。
9.通过采用上述技术方案，安装孔孔径大于第一螺栓的螺纹外径，可以让调节垫片在与镜筒相向的平面上进行一定范围的水平与垂直移动，便于将连接在调节垫片上的光纤出光轴与物镜组件光轴调节至同一轴线。
10.可选的，所述调节垫片上垂直穿设有尖头紧定螺钉，所述尖头紧定螺钉与调节垫片螺纹连接并与镜筒抵紧。
11.通过采用上述技术方案，通过改变尖头紧定螺钉伸出调节垫片的长度，配合第一螺栓，可以小范围调整调节垫片的翻转角度，当尖头紧定螺钉与镜筒抵紧时，将调节垫片与第一螺栓抵紧，可以固定住调节垫片的翻转角度，有利于让光纤出光轴的位置调整更加精确并调整为与物镜组件光轴同轴，从而提高激光测风雷达天线的测量精准度。
12.可选的，所述调节垫片上连接有用于固定光纤的法兰，所述法兰上开设有光纤槽，所述法兰穿设有第二螺栓，所述第二螺栓(13)与调节垫片螺纹连接并将法兰固定在调节垫片上。
13.通过采用上述技术方案，光纤槽可以适配不同规格的光纤，法兰通过第二螺栓与调节垫片螺纹连接，当调整调节垫片的位置时可以带动法兰进行位置调整，从而让连接在法兰上的光纤发生位置改变，用以调节光纤出光轴的位置，同时，螺栓连接使得法兰可拆卸。
14.可选的，所述镜筒远离底座一端连接有转接座，所述转接座靠近镜筒一端开有通光孔，所述转接座远离镜筒一端开有通光槽，所述通光孔中安装有防护片，所述调节垫片安装在转接座远离镜筒一端，所述调节垫片与转接座之间连接有密封圈。
15.通过采用上述技术方案，由于激光能量较高，灰尘会在激光照射下不断升温，灰尘附着在光纤端部会灼伤光纤，防护片可以一定程度阻挡灰尘进入通光槽中，使得通光槽中的空气介质相对纯净，密封圈也能在调节垫片翻转一定角度后减少灰尘进入通光槽与光纤槽，减少了灰尘与光纤端部的接触，从而减小了光纤因灰尘附着其上并受激光照射而升温造成的灼伤损坏。
16.可选的，所述物镜组件包括物镜框，所述物镜框安装在底座内部，所述物镜框内壁靠近镜筒一侧连接有压圈，所述压圈远离镜筒一侧安装有负透镜，所述负透镜远离镜筒一侧安装有正透镜，所述负透镜和正透镜皆与物镜框内壁连接，所述负透镜和正透镜之间安装有隔圈，所述隔圈与物镜框内壁相连。
17.通过采用上述技术方案，在安装时根据焦距需要，在物镜框中依次安装正透镜、隔圈、负透镜以及压圈并固定它们的相对位置，便于进行不同距离的风速测量。
18.可选的，所述物镜框上开设有圆周分布的若干第一注胶口和第二注胶口，所述第一注胶口贯穿物镜框并与负透镜的安装位置对应，所述第二注胶口贯穿物镜框并与正透镜的安装位置对应。
19.通过采用上述技术方案，通过第一注胶口和第二注胶口注入胶水，将负透镜与正透镜周围的间隙填满，减小了负透镜与正透镜与周围抵接位置的挤压力，使得负透镜与正透镜因应力所产生的弹性形变减小，从而降低了负透镜与正透镜焦距与光轴的变化；同时通过注入胶水可以固定负透镜与正透镜的相对位置，减小了使用过程中由于激光测风雷达天线的晃动，使得负透镜与正透镜焦距改变而对光信号发射与接收产生的影响，提高了激光测风雷达天线的测量精准性。
20.可选的，所述物镜框与底座螺纹连接，所述镜筒与底座螺纹连接，所述转接座与镜筒远离底座一端螺纹连接。
21.通过采用上述技术方案，物镜框与底座螺纹连接使其可以改变负透镜和正透镜组合的焦距，实现不同距离风速的测量，同时便于拆卸；镜筒与底座以及转接座与镜筒螺纹连接使得镜筒与转接座可拆卸，便于清理与更换。
22.可选的，所述激光通道有四个。
23.通过采用上述技术方案，四个激光通道轮流工作可以满足多个方向的风速测量需求，扩大了激光测风雷达天线的适用范围。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1.操作者通过第一螺栓调整调节垫片在平面上的水平与垂直位置，并通过尖头紧定螺钉调整调节垫片的翻转角度，从而让光纤出光轴与物镜组件中负透镜与正透镜组合的光轴同轴，提高激光测风雷达天线的测量精准性；
26.2.操作者通过向注胶口注入胶水固定负透镜、正透镜、隔圈以及压圈的相对位置，减小了负透镜与正透镜与周围抵接位置的应力，减少了弹性形变而导致的焦距变化，同时减小了使用过程中天线的晃动对负透镜与正透镜焦距的影响，提高了测量结果的准确性；
27.3.防护片和密封圈可以使通光槽中的空气介质相对纯净，减少了灰尘与光纤直接接触，减小了灰尘附着在光纤上受激光照射而升温导致的光纤灼伤。
附图说明
28.图1是本技术实施例的整体结构示意图。
29.图2是本技术实施例用于体现激光通道的结构示意图。
30.图3是是图2中a部分的放大示意图。
31.图4是是图2中b部分的放大示意图。
32.附图标记说明：1、底座；2、减重孔；3、激光通道；31、物镜组件；311、物镜框；312、压圈；313、负透镜；314、隔圈；315、正透镜；32、镜筒；33、转接座；34、调节垫片；35、调节组件；351、安装孔；352、第一螺栓；353、尖头紧定螺钉；4、密封圈；5、法兰；6、第一注胶口；7、第二注胶口；8、通光孔；9、通光槽；10、防护片；11、透光孔；12、光纤槽；13、第二螺栓。
具体实施方式
33.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
34.本技术实施例公开一种激光测风雷达天线，如图1和图2所示，包括底座1，底座1中间开设有贯穿的减重孔2，减重孔2用于减轻激光测风雷达的重量，底座1上连接有延伸向四个不同方向的激光通道3，激光通道3包括物镜组件31、镜筒32、转接座33、调节垫片34和调节组件35，物镜组件31安装在底座1内部，镜筒32螺纹连接在底座1上并与物镜组件31相对分布，转接座33螺纹连接在镜筒32远离底座1的一端，调节垫片34通过调节组件35连接在转接座33远离底座1的一侧，调节垫片34与转接座33之间连接有密封圈4，调节垫片34上连接有用于固定光纤的法兰5。
35.如图2和图3所示，物镜组件31包括物镜框311，物镜框311螺纹连接在底座1内，物镜框311内壁设有沿其轴向依次排列且同轴分布的压圈312、负透镜313、隔圈314和正透镜315，压圈312螺纹连接在物镜框311内壁并与镜筒32位置正对；物镜框311上开设有圆周等距分布的第一注胶口6和第二注胶口7，第一注胶口6和第二注胶口7均贯穿物镜框311且数量均为四个，第一注胶口6与负透镜313的安装位置对应，第二注胶口7与正透镜315的安装位置对应。
36.当胶水从第一注胶口6注入时会流向负透镜313与周围抵接位置的间隙，将负透镜313固定，当胶水从第二注胶口7注入时会流向正透镜315与周围抵接位置的间隙，将正透镜315固定，从而减小了负透镜313和正透镜315与周围抵接位置的应力，同时减小了压圈312通过螺纹进给施加给负透镜313的挤压力，使得负透镜313和正透镜315的焦距与光轴因弹性形变而产生的变化减少，同时固定住负透镜313与正透镜315的相对位置，减小了使用过程中激光测风雷达天线的晃动对负透镜313和正透镜315焦距与光轴的影响，提高了测量精准性。
37.如图2所示，转接座33螺纹连接在镜筒32远离压圈312的一端，转接座33靠近镜筒
32一端开有通光孔8，通光孔8中安装有防护片10，防护片10与通光孔8内壁抵紧，转接座33远离镜筒32一端开有通光槽9，通光槽9远离镜筒32的一端向外开通。
38.由于激光能量较高，灰尘会在激光照射下不断升温，灰尘附着在光纤端部会灼伤光纤，防护片10可以一定程度阻挡灰尘进入通光槽9中，使得通光槽9中的空气介质相对纯净，从而能够减少固定在法兰5上的光纤与灰尘的接触，减少了光纤端部的灼伤。
39.如图2和图4所示，调节垫片34通过调节组件35连接在转接座33远离镜筒32的一端，密封圈4连接在调节垫片34与转接座33之间，调节组件35包括三个第一螺栓352和三个尖头紧定螺钉353，调节垫片34与密封圈4中间开设有贯穿的透光孔11，调节垫片34上围绕透光孔11圆周等距开有三个贯穿的安装孔351，安装孔351的孔径大于第一螺栓352螺纹外径。第一螺栓352穿过安装孔351和密封圈4，并与转接座33螺纹连接，将调节垫片34抵紧固定在转接座33上。
40.使用时，操作者可以拧松第一螺栓352，在调节垫片34与转接座33相向的平面上进行调节垫片34水平与垂直方向的位置调整，调节结束后拧紧第一螺栓352将调节垫片34和密封圈4固定在转接座33上。
41.如图1和图2所示，三个尖头紧定螺钉353围绕透光孔11圆周等距分布在调节垫片34上，且与第一螺栓352间隔分布。三个尖头紧定螺钉353均垂直穿过调节垫片34和密封圈4，尖头紧定螺钉353与调节垫片34螺纹连接并与转接座33抵紧。
42.使用时，操作者分别改变三个尖头紧定螺钉353伸出调节垫片34的长度，配合第一螺栓352调整调节垫片34的翻转角度，使得角度调整合适的调节垫片34抵紧在第一螺栓352上，从而达到光纤出光轴与负透镜313和正透镜315光轴同轴，密封圈4能够减少调节垫片34翻转后灰尘进入通光槽9并与光纤端部接触。
43.如图1和图2所示，用于固定光纤的法兰5连接在调节垫片34远离转接座33的一端，法兰5上开设有与光纤匹配的光纤槽12，光纤槽12与透光孔11连通，光纤头螺纹连接在光纤槽12内。法兰5上垂直穿设有第二螺栓13，第二螺栓13与调节垫片34螺纹连接并将法兰5固定在调节垫片34上。
44.本技术实施例实施原理为：操作者通过安装孔351与第一螺栓352的相对位置配合，调整调节垫片34的位置，使调节垫片34在其与转接座33相向的平面上进行水平与垂直方向的位置调整，然后通过三个尖头紧定螺钉353伸出调节垫片34的不同长度，改变调节垫片34的翻转角度，使得调节垫片34抵紧在第一螺栓352上，从而让光纤出光轴与负透镜313和正透镜315组合的光轴同轴，提高激光测风雷达天线的测量精准性。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。