[实用新型]空间滤波测速的装置

说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及测速技术领域，尤其涉及一种空间滤波测速的装置。

背景技术

随着激光和光电子技术的发展，光学测量在速度测量方面取得了长足进步。与传统的测速方法相比，光学测速法具有非接触式测量、空间分辨率高和动态响应快等优点。

目前发展比较成熟并得到广泛应用的是激光多普勒测速法，虽然激光多普勒测速法包含了光学测速法的主要优点，并且在测量精度和测量范围方面更有优势，但是由于其需要相干光源，所以易受激光散斑的影响，而且成本较高，不易推广。

近年来，空间滤波测速方法在速度与位移测量方面得到重视，由于其不需要相干光源，因此很好的解决了多普勒测速法的激光散斑问题，但由于空间滤波测速法发展时间较短，目前基于空间滤波测速的方法只有单周期光栅滤波测速方法，其测量误差较大，且测量精度较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种空间滤波测速的装置，该装置解决了现有技术中的测速的装置易受激光散斑的影响，成本较高，并且测量误差较大，测量精度较低的技术问题。

本实用新型实施例提供一种空间滤波测速的装置，包括：照明光源，第一聚焦透镜，被测运动物体，第二聚焦透镜，透射光栅，光电探测器，电信号处理器及显示器；所述透射光栅为至少两周期的透射光栅；

其中，所述照明光源、所述第一聚焦透镜、所述被测运动物体、所述第二聚焦透镜、所述透射光栅、所述光电探测器依次光路连接，所述光电探测器、所述电信号处理器、所述显示器依次电连接；

所述照明光源，用于产生照射所述被测运动物体的光源；

所述第一聚焦透镜，用于将所述照射光源产生的光聚焦并均匀地照射在所述被测运动物体上；

所述被测运动物体，用于接收所述第一聚焦透镜照射的光；

所述第二聚焦透镜，用于将所述被测运动物体成像在所述透射光栅上；

所述透射光栅，用于对所述被测运动物体表面的图像进行空间滤波调制，并产生周期性变化的光信号；

所述光电探测器，用于接收所述光信号，并将所述光信号转化为电信号；

所述电信号处理器，用于对所述电信号进行处理，并计算所述被测运动物体的运动速度；

所述显示器，用于对所述被测运动物体的运动速度进行显示。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，还包括：第三聚焦透镜；

所述第三聚焦透镜位于所述第二聚焦透镜和所述透射光栅之间，并与所述第二聚焦透镜和所述透射光栅光路连接；

所述第三聚焦透镜，用于对被测运动物体所成的像进行整形，并将整形后的像投射在所述透射光栅上。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，还包括：第四聚焦透镜；

所述第四聚焦透镜位于所述透射光栅和所述光电探测器之间，并与所述透射光栅和所述光电探测器光路连接；

所述第四聚焦透镜，用于对所述透射光栅产生的光信号进行对称替换，并将对称替换后的光信号发射给所述光电探测器。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，所述透射光栅为矩形透射光栅。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，所述透射光栅的每个空间周期均大于所述被测运动物体的粒子图像直径的2倍。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，所述透射光栅的不同空间周期间左右排布或前后排布。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，所述透射光栅的每个空间周期的数量为10～20个。

进一步地，如上所述的空间滤波测速的装置，所述电信号处理器包括：放大电路，滤波电路及频率提取电路；

所述放大电路、滤波电路、频率提取电路依次电连接；

所述放大电路，用于对所述电信号进行放大；

所述滤波电路，用于滤除所述电信号的基底信号和杂波信号；

所述频率提取电路，用于对所述透射光栅的每个空间周期对应的中心频率进行提取，并根据所有中心频率计算所述被测运动物体的运动速度。