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激光测振仪的发展历史

^{激光技术与振动测量技术经过了数十年的不断发展，形成了多种形式的测量技术，有：散斑干涉法，莫尔条纹光栅法，激光多普勒测量法等多种光学测振技术；其中激光多普勒测振技术有着操作方法简单、测量范围大、抗干扰能力比较强、测量精度较高、检测用时短等优点。目前机械制造业对于激光多普勒测振仪有着很大的需求量，该技术对于振动的测量，不会受到压力、温度、湿度、表面粗糙度等外界因素的影响。

十九世纪四十年代，奥地利著名科学家多普勒(Doppler)提出了关于激光多普勒效应的理论：当观测者在接收一束光波时，波的波长和频率不是固定的，观测者在不同的位置观测出的结果是不同的；当观测者逐渐靠近波源时，接收到的频率与之前相比变得更高，波长变长；当观测者逐渐远离波源时，频率与波长的变化与之前相反；由此可知，观测频率与观察者和波源之间的相对运动有关，可以通过测量波的变化，得到波源的运动状况。而光也具有波的特性，同样适用于多普勒效应理论。

在1964年，康明斯(Cummins)与耶和(Yeh)使用了多普勒测速仪(Doppler Velocimeter)利用流体中细微粒子的多普勒效应，测得了水的流速，这是多普勒测量技术实际应用的开端；在其后的五十多年中，许多物理学家竞相开展了对于多普勒测量技术的研究，随着光学技术的发展，美国物理学家希尔多·梅曼(Theodore H. Maiman)发明了激光器。科学家们将激光器与多普勒测量测量仪器相结合，研发出了激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter，LDV)。但是由于当时的技术条件所限，其研制的激光测速装置结构简单、精度较低，并且难以实时获得数据；随着科技发展，光学元件、电子器件以及处理软件不断换代更新。上世纪八十年代开始，激光多普勒测速装置由于集成光学元件的广泛应用和信号处理系统的改善，处理速度较快，可以测得瞬时速度。随着激光多普勒测速技术的不断更新与发展，激光多普勒测量技术的应用范围不断扩大，激光多普勒测速技术的测量对象从流体流速拓展到了固体的运动状态；测量范围由仅能测量速度，拓展到了振动测量、距离测量等领域。

纵观激光多普勒测量技术的发展历史，可以分为以下几个阶段：

二十世纪六十年代，为激光多普勒测量技术的起步阶段。这一阶段的激光多普勒测速装置由简单的光学装置组合而成；由于大多数激光多普勒测量装置还停留在摸索阶段，理论和技术均不成熟，测量结果难以校准，无法得到广泛应用。这一阶段具有代表性的技术成果是中科院长春所研制出了激光多普勒测速仪。但是该设备由于成本较高，操作复杂，并未得到推广使用。

二十世纪七十年代，激光多普勒测量技术有了发展，此时精密设备的研制和应用对测量技术提出了新的、更高的要求，测量系统的光学结构和信号处理水平有了新的发展，激光技术也日臻成熟。发达国家开始重视激光多普勒测量技术的研究，研究工作步入正轨，取得大量新的研究成果。在测量仪器方面，其光路结构也变得更为科学，并且加入了校准装置，准确度大幅提高，再加上运算放大器、偏振分光镜、滤波电路、声光频移器等设备添加到了激光多普勒测量系统之中，使得该系统的信号处理与抗干扰能力进一步增强。

二十世纪八十年代至今，激光多普勒测量技术进入以推广应用为标志的成熟期；光学器件、信息技术、信号处理技术的进步，以及测量元件的高度集成化，为激光多普勒测量技术的推广应用奠定了坚实基础；激光多普勒测量技术开始向着实用化发展，越来越多的激光多普勒测量仪器进入了人们的视野之中；激光多普勒测速仪从仅能测量液体流速，发展到可以对于固体的运动速度进行测量，在激光多普勒测速技术高速发展的同时，在1983年英国的南安普顿大学研发了激光多普勒测振仪，激光多普勒测振仪的发明表明了，激光多普勒测量不仅能够测量物体的运动速度，还可以用于其他测量领域。经过了数十年的发展，激光多普勒测振技术，已经从单光束测量，拓展到了三维激光测量，激光测振系统的性能、稳定性和精度都不断提升，其他国家的科学家们也投入到激光多普勒测振仪的研究之中。近年来，随着计算机技术的不断发展，激光多普勒测振系统逐渐向数字化和商品化的方向发展。激光多普勒测量技术已经越来越贴近于生产科研和社会生活。

总而言之，激光多普勒测振技术从出现至今，得益于信号处理技术、光学器件技术和激光技术等相关技术的不断进步，正向着智能化、集成化、小型化的方向不断迈进。}

^{激光多普勒测振技术在工程中的应用：}

^{利用多普勒效应和激光测振技术研发的激光测振仪是非接触数字便携式测量仪器，集光学测量技术和数字信号处理技术于一体，重量轻，方便携带、测量速度快、精度较高、图形直观、可数字化存储、分析和处理。}

^{利用激光测振技术研发的全场扫描式激光测振仪LV-SC400采用短波红外激光，可对结构的振动进行可视化的测试和分析，进行工件变形分析或模态分析，通过预先设定的测量点，激光测振仪可对整个被测面进行扫描式的测量。}
^{产品链接：激光多普勒测振仪}

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