JPH0577272B2 - - Google Patents
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- JPH0577272B2 JPH0577272B2 JP2432487A JP2432487A JPH0577272B2 JP H0577272 B2 JPH0577272 B2 JP H0577272B2 JP 2432487 A JP2432487 A JP 2432487A JP 2432487 A JP2432487 A JP 2432487A JP H0577272 B2 JPH0577272 B2 JP H0577272B2
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- JP
- Japan
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- laser
- temperature
- semiconductor laser
- doppler
- speed
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光のドツプラ効果を利用して鉄
鋼、非鉄金属等製造ラインの移動物体の速度を非
接触で測定するレーザドツプラ速度計に関するも
のである。
鋼、非鉄金属等製造ラインの移動物体の速度を非
接触で測定するレーザドツプラ速度計に関するも
のである。
一般に、移動物体の速度を光のドツプラ効果を
利用して測定するには、第２図に示すようなレー
ザドヅプラ速度計が用いられていた。第２図は、
従来のレーザドツプラ速度計の構成図であり、図
において１は移動物体、２は半導体レーザ、３は
半導体レーザ２を駆動するレーザ電源、４は半導
体レーザ２のレーザビームを平行光にするコリメ
ータレンズ、５は上記平行レーザビームを２分割
するビームスプリツタ、６ａ，６ｂ，６ｃはビー
ムスプリツタ５で分割されたレーザ光の方向を変
えるためのミラー、７は移動物体１からの散乱光
を集めるための集光レンズ、８は集光レンズ７に
より集光された受信光を電気信号に変換する光検
出器、９は増幅器、１０は周波数追跡器、１１は
速度演算器である。
利用して測定するには、第２図に示すようなレー
ザドヅプラ速度計が用いられていた。第２図は、
従来のレーザドツプラ速度計の構成図であり、図
において１は移動物体、２は半導体レーザ、３は
半導体レーザ２を駆動するレーザ電源、４は半導
体レーザ２のレーザビームを平行光にするコリメ
ータレンズ、５は上記平行レーザビームを２分割
するビームスプリツタ、６ａ，６ｂ，６ｃはビー
ムスプリツタ５で分割されたレーザ光の方向を変
えるためのミラー、７は移動物体１からの散乱光
を集めるための集光レンズ、８は集光レンズ７に
より集光された受信光を電気信号に変換する光検
出器、９は増幅器、１０は周波数追跡器、１１は
速度演算器である。
第２図に示すごとく、半導体レーザ２から発信
したレーザビームをコリメータレンズ４で平行光
にし、ビームスプリツタ５で２分割し、一方の光
をミラー６ａで、他方の光をミラー６ｂ，６ｃで
それぞれ光の方向を変えて、互いに反対方向から
移動物体１上に交差させて照射すると、各々の照
射ビームに対応した移動物体１の散乱光の波長
は、移動物体１の速度Ｖに応じて、いわゆる正負
のドツプラシフトを起こす。
したレーザビームをコリメータレンズ４で平行光
にし、ビームスプリツタ５で２分割し、一方の光
をミラー６ａで、他方の光をミラー６ｂ，６ｃで
それぞれ光の方向を変えて、互いに反対方向から
移動物体１上に交差させて照射すると、各々の照
射ビームに対応した移動物体１の散乱光の波長
は、移動物体１の速度Ｖに応じて、いわゆる正負
のドツプラシフトを起こす。
この２つの正負のドツプラシフトを受けた散乱
光を集光レンズ７で受光し、光検出器８に導びき
電気信号に変換すると、この電気信号の中には、
受信光の強さに比例する直流信号と第(1)式に示す
ドツプラ周波数dの交流信号（以下ドツプラ信
号という）が存在する。
光を集光レンズ７で受光し、光検出器８に導びき
電気信号に変換すると、この電気信号の中には、
受信光の強さに比例する直流信号と第(1)式に示す
ドツプラ周波数dの交流信号（以下ドツプラ信
号という）が存在する。
d＝2V／λ・sin／２ ……(1)
ここに
Ｖ：移動物体の速度
λ：レーザ光の波長
：２つの照射ビームの交差角
光検出器８で電気信号に変換されたドツプラ信
号は、微弱なため増幅器９で増幅された後、周波
数追跡器１０でドツプラ周波数dを検出し、第
(1)式により速度演算器１１で速度演算することに
より移動物体１の速度Ｖを求めることができる。
このことは公知の事実である。
号は、微弱なため増幅器９で増幅された後、周波
数追跡器１０でドツプラ周波数dを検出し、第
(1)式により速度演算器１１で速度演算することに
より移動物体１の速度Ｖを求めることができる。
このことは公知の事実である。
上記従来のレーザドツプラ速度計は、半導体レ
ーザ２の波長λが、第３図に示すとおり温度Ｔに
対して、0.2〜0.3nｍ／℃の割合（温度匂配ｇ）
で比例的に変化するため、第(1)式に示す移動物体
１の速度Ｖに対するドツプラ周波数dのスケー
ルフアクタが変動するという問題を有していた。
ーザ２の波長λが、第３図に示すとおり温度Ｔに
対して、0.2〜0.3nｍ／℃の割合（温度匂配ｇ）
で比例的に変化するため、第(1)式に示す移動物体
１の速度Ｖに対するドツプラ周波数dのスケー
ルフアクタが変動するという問題を有していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、半導体レーザ２の温度変化による
波長ズレに依存する測定精度の低下を抑えたレー
ザドツプラ速度計を得ることを目的とするもので
ある。
されたもので、半導体レーザ２の温度変化による
波長ズレに依存する測定精度の低下を抑えたレー
ザドツプラ速度計を得ることを目的とするもので
ある。
この発明に係わるレーザドツプラ速度計は、半
導体レーザの温度を検出する感熱素子と、上記検
出された半導体レーザ２の温度に対応した温度補
正回路を設けたものである。
導体レーザの温度を検出する感熱素子と、上記検
出された半導体レーザ２の温度に対応した温度補
正回路を設けたものである。
この発明においては、半導体レーザ２の温度を
検出する感温素子と、上記温度信号を受けて、速
度計測値の温度補正を行う温度補正回路を速度演
算器１１の後に設けて、半導体レーザ２の温度変
化による波長ズレに伴う速度測定誤差を低減す
る。
検出する感温素子と、上記温度信号を受けて、速
度計測値の温度補正を行う温度補正回路を速度演
算器１１の後に設けて、半導体レーザ２の温度変
化による波長ズレに伴う速度測定誤差を低減す
る。
〔実施例〕
第１図は、この発明の一実施例を示すレーザド
ツプラ速度計の構成図であり、以下図面に従い説
明する。
ツプラ速度計の構成図であり、以下図面に従い説
明する。
図中１〜１１は上記従来と同じものである。
１２は半導体レーザ２の温度を検出する感熱素
子、１３は速度演算器１１の速度出力値を上記半
導体レーザ２の検出温度を受けて補正する温度補
正回路である。
子、１３は速度演算器１１の速度出力値を上記半
導体レーザ２の検出温度を受けて補正する温度補
正回路である。
以上の構成のレーザドツプラ速度計において、
半導体レーザ２の波長λと温度Ｔの関係は第(2)式
で与えられる。
半導体レーザ２の波長λと温度Ｔの関係は第(2)式
で与えられる。
λ＝λ0｛１＋ｇ（Ｔ−T0）｝ ……(2)
ここに
λ0；温度T0（℃）のとき半導体レーザ波長（ｎ
ｍ） ｇ：波長変化の温度匂配（0.2〜0.3nｍ／℃） 従つて、移動物体１の速度Ｖに対して得られる
ドツプラ周波数d(T)は、半導体レーザ２の温度
Ｔにより変化することになる。この計測されたド
ツプラ周波数d(T)から算出される速度計測値
V′は、第(3)式で与えられる。
ｍ） ｇ：波長変化の温度匂配（0.2〜0.3nｍ／℃） 従つて、移動物体１の速度Ｖに対して得られる
ドツプラ周波数d(T)は、半導体レーザ２の温度
Ｔにより変化することになる。この計測されたド
ツプラ周波数d(T)から算出される速度計測値
V′は、第(3)式で与えられる。
V′＝〔λ0／2sin／２〕d(T) ……(3)
ただし第(3)式はドツプラ周波数と速度の関係が
波長λ0すなわち温度T0で校正されている場合で
ある。
波長λ0すなわち温度T0で校正されている場合で
ある。
半導体レーザ２の温度Ｔの場合、得られるドツ
プラ周波数d(T)は移動物体１の速度Ｖに対して、
第(1)式、第(2)式から d(T)＝2V／λsin／２ ＝2V／λ0｛１＋ｇ（Ｔ−T0）｝sin／２ ……(4) となる。
プラ周波数d(T)は移動物体１の速度Ｖに対して、
第(1)式、第(2)式から d(T)＝2V／λsin／２ ＝2V／λ0｛１＋ｇ（Ｔ−T0）｝sin／２ ……(4) となる。
第(4)式のd(T)を第(3)式に代入すると移動物体
１の速度Ｖに対して、測定したドツプラ周波数
d(T)から算出された速度計測値V′は、 V′＝Ｖ／１＋ｇ（Ｔ−T0） ……(5) となり、速度計測誤差を与える。
１の速度Ｖに対して、測定したドツプラ周波数
d(T)から算出された速度計測値V′は、 V′＝Ｖ／１＋ｇ（Ｔ−T0） ……(5) となり、速度計測誤差を与える。
上記速度計測誤差を補正するため、半導体レー
ザ２の温度Ｔを感熱素子１２で検出し、速度演算
器１１の速度計測値に対して、温度補正回路１３
で第(6)式に示す補正係数ｋを掛けることにより ｋ＝１＋ｇ（Ｔ−T0） ……(6) 半導体レーザ２の波長ズレに伴う速度測定誤差
を低減したレーザドツプラ速度計となる。
ザ２の温度Ｔを感熱素子１２で検出し、速度演算
器１１の速度計測値に対して、温度補正回路１３
で第(6)式に示す補正係数ｋを掛けることにより ｋ＝１＋ｇ（Ｔ−T0） ……(6) 半導体レーザ２の波長ズレに伴う速度測定誤差
を低減したレーザドツプラ速度計となる。
以上のように、この発明によれば、半導体レー
ザの温度を検出し温度に比例した補正係数を速度
計測値に掛けることにより半導体レーザの温度変
化に伴う波長ズレに依存する速度測定誤差を低減
したレーザドツプラ速度計が提供できる。
ザの温度を検出し温度に比例した補正係数を速度
計測値に掛けることにより半導体レーザの温度変
化に伴う波長ズレに依存する速度測定誤差を低減
したレーザドツプラ速度計が提供できる。
第１図は、この発明の一実施例を示すレーザド
ツプラ速度計の構成図、第２図は従来のレーザド
ツプラ速度計の構成図、第３図は半導体レーザの
特性を示す図である。 図中、１２は感熱素子、１３は温度補正回路で
ある。なお、図中同一符号は同一または相当部分
を示す。
ツプラ速度計の構成図、第２図は従来のレーザド
ツプラ速度計の構成図、第３図は半導体レーザの
特性を示す図である。 図中、１２は感熱素子、１３は温度補正回路で
ある。なお、図中同一符号は同一または相当部分
を示す。
Claims (1)
- １ 半導体レーザと、上記半導体レーザを駆動す
るレーザ電源と、上記半導体レーザの出力ビーム
を平行にするコリメータレンズと、上記平行ビー
ムを２分割するビームスプリツタと、上記２分割
したレーザビームを受けて上記レーザビームを移
動物体に互いに交差させて照射する照射手段と、
上記２つの照射ビームの各々について移動物体の
速度に応じてドツプラシフトを起した散乱光を受
信する受信光学系と、上記受信光学系で受信した
ドツプラ信号を含む散乱光を電気変換する光検出
器と、上記光検出器の出力を増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された信号からドツプラ周波数
を検出する周波数追跡器と、上記周波数追跡器の
出力信号であるドツプラ周波数から移動物体の速
度を演算する速度演算器を備えたレーザドツプラ
速度計において、上記半導体レーザの温度を検出
する温度検出手段と、上記温度検出手段からの温
度信号を受けて、上記速度演算器の速度計測値に
対して上記半導体レーザの温度変化によるλ（温
度Ｔ（℃）のときの半導体レーザ波長）とλ0（温度
T0（℃）のときの半導体レーザ波長）の比例定数
である補正係数Ｋを乗算する温度補正回路とを設
けたことを特徴とするレーザドツプラ速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2432487A JPS63191988A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | レ−ザドツプラ速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2432487A JPS63191988A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | レ−ザドツプラ速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63191988A JPS63191988A (ja) | 1988-08-09 |
| JPH0577272B2 true JPH0577272B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=12134998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2432487A Granted JPS63191988A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | レ−ザドツプラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63191988A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5187538A (en) * | 1990-10-30 | 1993-02-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser doppler velocimeter |
| JPH0610882U (ja) * | 1992-07-08 | 1994-02-10 | 株式会社ニコン | 距離測定装置 |
| JPH06109843A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-04-22 | Graphtec Corp | ドップラ効果を利用した測定器 |
-
1987
- 1987-02-04 JP JP2432487A patent/JPS63191988A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63191988A (ja) | 1988-08-09 |
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