技术摘要：
本发明公开了一种自动调节信号大小的激光多普勒测速仪及其信号大小控制策略，包括红外半导体激光器，红光指示半导体激光器，耦合器，铌酸锂相位调制器，第一准直透镜，第二准直透镜，接收透镜，红外光探测器，红外保偏光纤，直流信号放大及采集模块，多普勒信号放大及  全部
背景技术：
激光多普勒频移是激光入射到移动物体的表面，被移动的物体散射时，散射光的 光波频率与入射光光波频率存在差值，且该差值与物体的移动速度成正比，因此，通过探测 激光频率的偏移即可探测物体的移动速度。 双光束双散射的光路结构是目前激光测速仪中普遍采用的光路结构，其光路结构 简单，接收光强信号大，能适应绝大部分情况下的速度检测。 由于激光多普勒测速仪依赖被测物体表面反射的激光进行测量，因此获得稳定的 反射激光对于实现高质量的激光多普勒速度测量至关重要。在实际使用中，由于无法事先 得知被测物体表面的反射率，同时被测物体在移动过程中先后与激光接触的部分的反射率 也有可能发生较大的变化，因此要获得稳定的反射激光，就需要实施调整接收到的光强大 小，从而获得稳定的多普勒信号。 通过调整发射光功率或者光探测器接受到的光功率，可以调整多普勒信号的大 小。调节光强通常需要增加额外的光强控制器件，如何不增加额外的光功率控制器件并且 保证多普勒信号的稳定是一个难题。同时光强控制器件的调节范围也有限，实际使用中存 在当光强控制器件调节到最大或者最小输出时仍然无法获得满意的信号的情况，因此需要 增加额外的调节手段，使得激光测速仪能够尽可能多的适应具有不同反射率的物体。 现有的激光多普勒测速不能实时调整输出功率和探测器电压，由于没有使用适当 的控制方法，所以无法实现对不同反射率的物体均可以得到稳定的激光多普勒信号。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种自动调节信号大小 的激光多普勒测速仪及其信号大小控制策略。 为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种自动调节信号大小的激光多普勒 测速仪及其信号大小控制策略，包括红外半导体激光器，红光指示半导体激光器，耦合器， 铌酸锂相位调制器，第一准直透镜，第二准直透镜，接收透镜，红外光探测器，红外保偏光 纤，直流信号放大及采集模块，多普勒信号放大及采集模块，探测器工作电压输出模块，激 光器电流输出模块，多普勒信号解算及控制模块，其特征在于：所述红外半导体激光器输出 的红外激光与所述红光指示半导体激光器输出红色可见光经由所述耦合器汇聚进同一根 红外保偏光纤，所述红外激光经过所述铌酸锂相位调制器时，光波被均匀的分为相等的两 部分，同时其相位被施加在所述铌酸锂相位调制器上的锯齿波调制信号调制，被所述铌酸 4 CN 111551951 A 说　明　书 2/5 页 锂相位调制器分成两等份的光分别被红外保偏光纤导光至所述第一准直透镜和所述第二 准直透镜，经移动物体反射的光由所述接收透镜聚焦至所述红外光探测器，光强信号经由 所述红外光探测器转换为电信号，所述电信号的直流部分经由所述直流信号放大及采集模 块后，输入所述多普勒信号解算及控制模块，所述电信号的交流部分经由所述多普勒信号 放大及采集模块后，输入所述多普勒信号解算及控制模块，所述多普勒信号解算及控制模 块的输出用于所述控制探测器工作电压输出模块和所述激光器电流输出模块，所述探测器 工作电压输出模块连接所述红外光探测器，用于控制所述红外光探测器的工作电压，所述 激光器电流输出模块连接所述红外半导体激光器，用于控制所述红外半导体激光器的工作 电流。 作为改进，所述红外半导体激光器的输出尾纤采用红外保偏光纤封装，所述激光 器电流输出模块为电流大小可调的恒流源电路。 作为改进，所述耦合器的输入输出尾纤均采用红外保偏光纤封装。 作为改进，所述铌酸锂相位调制器为Y型铌酸锂相位调制器。 作为改进，所述第一准直透镜、第二准直透镜和接收透镜可以是通用的双凸透镜、 平凸透镜、凹凸透镜、消色差透镜或消球差透镜。 作为改进，所述红外探测器为雪崩式光电二极管型红外半导体光探测器(APD)。 作为改进，所述锯齿波调制信号为占空比为0或者1的锯齿波，且锯齿波的调制深 度为0.5π。 作为改进，所述直流信号放大及采集模块是由放大电路和模数转换芯片(AD芯片) 以及必要的电阻电容组成的。 作为改进，所述多普勒信号放大及采集模块是由隔直电路、信号放大电路和模数 转换芯片及必要的电阻电容组成的，所述多普勒信号解算及控制模块为通用的数字信号处 理芯片，可以是现场可编程逻辑门阵列芯片(FPGA)、单片机芯片(MCU)或数字信号处理器芯 片(DSP)。 作为改进，所述探测器工作电压输出模块为DC-DC变换芯片构成的高压输出电路。 本发明与现有的技术相比的优点在于：通过实时调整输出光功率和探测器电压， 并采用适当的控制策略，从而实现对不同反射率的物体均可以得到稳定的激光多普勒信 号。 附图说明 图1是一种自动调节信号大小的激光多普勒测速仪的示意图。 图2是实时调整多普勒信号大小的决策流程图一。 图3是实时调整多普勒信号大小的决策流程图二。 如图所示：1、红外半导体激光器，2、红光指示半导体激光器，3、耦合器，4、铌酸锂 相位调制器，5、第一准直透镜，6、第二准直透镜，7、接收透镜，8、红外光探测器，9、被测物 体，10、红外保偏光纤，201、直流信号放大及采集模块、202、探测器工作电压输出模块、203、 多普勒信号放大及采集模块，204、激光器电流输出模块，205、多普勒信号解算及控制模块， I、红外半导体激光器1的驱动电流大小，V、红外光探测器8的工作电压大小，IL、红外半导体 激光器1的驱动电流下限，IH、红外半导体激光器1的驱动电流上限，VL、红外光探测器8的工 5 CN 111551951 A 说　明　书 3/5 页 作电压下限，VH、红外光探测器8的工作电压上限，F、使用FFT算法解算多普勒频率信号得到 的信号幅值，FL、信号幅值下限，FH、信号幅值上限，ΔI、每次调整电流I的增量值，ΔV、每次 调整电压V的增量值，A、直流信号大小，AH、直流信号上限。