JPH01182784A - レーザドップラ速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はレーザ光を移動体に照射し、その反射光を受
光して、移動物体の速度に比例した変移周波数成分を取
出し；その変移周波数成分の周期を測定するレーザドツ
プラ速度計に関する。

「従来の技術」 従来のレーザドツプラ速度計を第６図に示す。

レーザ光源１１からのレーザ光は移動物体１２に照射さ
れ、その反射光が光電変換器１３に受光されて電気信号
に変換される。移動物体１２に入射された光は移動物体
１２の速度に比例した周波数変移を受ける。光電変換器
１３からその変移周波数成分１４のみが取出される。こ
の変移周波数成分１４は波形整形回路１５で方形波１６
に整形される。方形波１６は周期測定回路１７へ供給さ
れ、その周期が、基準パルス発生回路１８からの基準パ
ルスを計数して測定される。その測定された周期は逆数
演算器１９で周波数に変換される。

この従来のレーザドツプラ速度計によれば変移周波数成
分の一周期ごとに出力が得られ、高速性に優むてし）る
が、移動物体１２よりの散乱光が微弱な流体などの場合
、１つ１つの波形が雑音によりぼけるため誤差が大きく
なる。

「問題点を解決するための手段」 この発明によれば変移周波数成分の周期が周期測定カウ
ンタで測定され、更に変移周波数成分の各波が発生順序
カウンタで計数され、また時間経過がクロック・カウン
タで計数される０周期測定・　カウンタの測定ごとにそ
の測定値と、発生順序力゛ウンタがクロックカウンタの
各計数値とが記憶回路に記憶される。その記憶回路が続
出され、信頼できるデータについて演算処理が演算回路
で施される。

雑音などにより記憶回路に格納できる最短時間よりも短
い周期の波が来た時には、記憶回路から読出される発生
順序カウンタの計数値が飛んだ状態となり、その付近の
データは信頼性がないものであることが理解される。周
期測定カウンタの計数値を積算した値に対し、クロック
カウンタの計数値が比例せず大きな値となった時は無信
号区間があったことがわかる。

「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示し、第６図と対応する部
分には同一符号を付けである。この発明においては波形
整形回路１５で波形整形された変移周波数成分は周期測
定カウンタ２１へ供給され、変移周波数成分の周期が、
基準パルス発生回路１８の基準パルスを計数して測定さ
れる。波形整形された変移周波数成分は発生順序カウン
タ２２へ供給され、その波数が計数される。基準パルス
発生回路１８の基準パルスがクロックカウンタ２３で計
数される。クロックカウンタ２３で計数するパルスは基
準パルスを分周したものを用いてもよい。

周期測定カウンタ２１、発生順序カウンタ２２、クロッ
クカウンタ２３の各計数値は、変移周波数成分の各周期
の区切りでタイミングを合せて記憶回路２４に記憶され
る。記憶回路２４は読出され、信頼されるデータ（周期
測定カウンタ２１の計数値）が演算回路２５へ供給され
て演算処理される。

例えば第２図に示すような波形整形された変移周波数成
分が入力されると、その各周期ごとに周期測定カウンタ
２１で測定が行われ、また各波形の立上りで発生順序カ
ウンタ２２が計数する。区間Ａ、Ｂに示すように雑音が
入力されると、その周期が短かいため、各計数値を記憶
回路２４へ記憶することはできない。しかし発生順序カ
ウンタ２２ではその短い雑音も計数するため、記憶回路
２４の記憶状態は第３図に示すようになる。この記憶状
態を見ると、発生順序カウンタ２２の計数値が５から９
．１０から１３へ飛んでいることからこの位置で幅の狭
い雑音が在ったことが理解され、その前後のデータ、つ
まり周期測定カウンタ２１の計数値が信頼できない、従
ってそのデータは演算処理に利用しない。

また波形整形された変移周波数成分が第４図に示すよう
な場合は周期測定カウンタ２１、発生順序カウンタ２２
、クロックカウンタ２３の各計数値は図に示すようにな
り、これらのデータの記憶回路２４への記憶は第５図に
示すようになる。発生順序カウンタ２２の計数値が１．
　２．　３のそれぞれにおいては周期測定カウンタ２１
の計数値の積算と、クロックカウンタ２３の計数値とが
比例しているが、発生順序カウンタ２２の計数値４にお
いて周期測定カウンタ２１の計数値の積算と、クロック
カウンタ２３の計数値とが比例しなくなっている。この
ことから周期測定カウンタ２１がオーバーフローを起し
た長い無信号時間があることが解り、その前後のデータ
が信頼できないことであることが理解される。

演算回路２５で行われる処理としてはフィルタリ゛ング
処理、平均化処理、相関処理、逆数演算処理などが挙げ
られる。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明によれば記憶回路２４へ格納
できる最短時間よりも短い周期の雑音が来た状態が、記
憶回路２４の記憶内容から知ることができ、同様に長い
無信号区間も記憶回路２４の記憶内容から知ることがで
き、これらの信頼性が悪いデータを除去することができ
、従って高速度に信頼性の高い測定を行うことができる
。

なお光電変換器１３の出力波形をサンプリングしてデジ
タル化し、そのデジタル波形を記憶した後、フーリエ変
換などの演算を行って周波数分析を行うことが考えられ
るが、この場合は大容量のメモリを必要とし、演算回路
の負担も大きい。しかしこの発明では両者を低減し、し
かも高速度の周波数分析が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるレーザドツプラ速度計の実施例
を示すブロック図、第２図は変移周波数成分と周期測定
カウンタ及び発生順序カウンタの各計数値との関係を示
す図、第３図は第２図の例に対する記憶回路２４の記憶
例を示す図、第４図は変調周波数成分と周期測定カウン
タ、発生順序カウンタ及びクロックカウンタの各計数値
との関係を示す図、第５図は第４図の例に対する記憶回
路の記憶例を示す図、第６図は従来のレーザドツプラ速
度計の実施例を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源からのレーザ光を移動物体に照射し、
   その反射光を受光して、移動物体の速度に比例した変移
   周波数成分を取出し、その変移周波数成分の周期を測定
   するレーザドップラ速度計において、 上記変移周波数成分の周期を測定する周期測定カウンタ
   と、 上記変移周波数成分の各波を計数する発生順序カウンタ
   と、 時間経過を計数するクロックカウンタと、 上記周期測定カウンタの測定ごとにその測定値、上記発
   生順序カウンタ及びクロックカウンタの各計数値が記憶
   される記憶回路と、 その記憶回路の記憶を読出し、信頼できるデータについ
   て演算処理を行う演算回路とを具備することを特徴とす
   るレーザドップラ速度計。