多普勒传感器及应用

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  摘 要:在工业控制及自动控制领域多用到多普勒传感器,这里我们介绍了多普勒传感器的几个应用实例。
  关键词:多普勒传感器 多普勒速度测量 过程控制
  假若发射机与接收机之间的距离发生变化,则发射机发射信号的频率与接收机接收到信号的频率就不同。此现象是由奥地利物理学家多普勒发现的,所以称为多普勒效应。由多普勒效应产生的频率之差称为多普勒频率,即 。
  多普勒速度计在工业测量方面有很多应用,这里仅介绍物体速度测量与监视的实例。图1是过程控制的应用实例。图(a)为冷轧铝板应用实例。使用多普勒速度计正确测量铝板的前进速度,控制电动机的转速使差动滚轮的圆周速度与铝板前进速度相等,这样,差动滚轮的滑动就不会损伤铝板,提高产品的质量。
  图(b)为冷轧钢丝的应用实例。由于是同时测量轧制机前后钢板的前进速度,因此,可精确测量钢板的延伸率。这种速度计可以用于热轧钢丝的场合。由于制品的温度高(约10000C),光探头要进行空气清理并增设冷却机构,提高耐环境性与可靠性。另外,速度计与光探头要用150m长的光纤连接起来,速度计置于测量室内。图(c)所示的纸及胶片的新旧滚轮的切换装置中也是使用多普勒速度计的实例。
  图2是采用光纤的跟踪式多普勒速度计测量系统。采用差动型多普勒速度计检测被测物体后方的散射光,照射用的光探头为单模光纤。超声波光调制器判别物体移动速度的方向。由光检测器得到的差拍信号通过带通滤波器和放大器发达后,经F/N变换器转为被测物体与移动台的速度差信号。该信号经积分控制驱动移动台的伺服电动机,这样,移动台在测量范围内对被测物体进行跟踪。跟踪的最高速度为9.6mn/s。
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