發(fā)布時(shí)間：2020-10-30 01:54

　　 風(fēng)速檢測(cè)應(yīng)用于氣象觀測(cè)、軍事活動(dòng)以及航空航天,同時(shí)與我們生產(chǎn)生活的各領(lǐng)域緊密相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展,對(duì)風(fēng)速檢測(cè)精度的要求逐漸提高。本文結(jié)合邁克爾遜干涉測(cè)量技術(shù)的高精度性,提出了一種基于邁克爾遜干涉的風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了測(cè)風(fēng)傳感結(jié)構(gòu)。首先,搭建了邁克爾遜干涉光路,利用測(cè)風(fēng)傳感結(jié)構(gòu)感應(yīng)風(fēng)速變化而產(chǎn)生形變,從而引起干涉條紋的位移。其次,通過(guò)嵌入式處理系統(tǒng)對(duì)所產(chǎn)生的干涉條紋圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)以及顯示,從而完成對(duì)干涉條紋位移量的跟蹤計(jì)算。最終,建立干涉條紋位移量與風(fēng)速的數(shù)學(xué)模型,來(lái)反演風(fēng)速。本文介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì),并對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行軟件編程,包括圖像采集、圖像存儲(chǔ)以及圖像顯示等模塊,同時(shí)給出了各模塊的程序流程圖。本文還對(duì)干涉條紋圖像處理的算法進(jìn)行了研究,其中包括圖像預(yù)處理、二值化以及干涉條紋精確定位等算法,提出了干涉條紋位移量自動(dòng)檢測(cè)算法,并用Matlab進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最終,利用Keil開發(fā)環(huán)境,在STM32中實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)。搭建本系統(tǒng)的測(cè)風(fēng)結(jié)構(gòu),進(jìn)行了測(cè)風(fēng)功能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明,本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)速的高精度測(cè)量,且測(cè)量結(jié)果的一致性較好。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P414.7;TP391.41
【部分圖文】：

代工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。??邁克爾遜干涉儀是由物理學(xué)家邁克爾遜發(fā)明的一種精密干涉儀，其最初是被用來(lái)研??究“以太”漂移的［６］。邁克爾遜干涉儀實(shí)物圖如圖１－１所示。由于邁克爾遜干涉儀采用??的是雙光束干涉原理，根據(jù)干涉條紋的形狀、方向、疏密程度和條紋移動(dòng)量等信息，可??反演與光程差相關(guān)的各種被測(cè)量信息，因此應(yīng)用很廣。常見的應(yīng)用有：長(zhǎng)度的精密測(cè)量、??折射率的測(cè)定以及波長(zhǎng)的測(cè)量等等［７］。??｜?ｒ??Ｉ．??ｙ．?ｉ?ｉ?＾?Ｉ??？?＿??圖１－１邁克爾遜干涉儀??目前利用邁克爾遜干涉儀的原理己經(jīng)研制出多種專用干涉儀，例如泰曼－格林干涉??儀、傅里葉變換光譜儀等［８］；日本國(guó)家計(jì)量所提出一種新型的邁克爾遜干涉儀，該干涉??儀由復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)、偏振邁克爾遜干涉儀和穩(wěn)頻塞曼激光光源構(gòu)成，該儀器??已涉及一些基本常數(shù)的測(cè)量［９］。??低損耗光纖和半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)帶動(dòng)了光纖測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，而光纖干涉儀??則是重要的體現(xiàn)之一。另外，光纖作為傳輸和傳感的媒質(zhì)，對(duì)各種環(huán)境參數(shù)具有很高的??靈敏度

代工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。??邁克爾遜干涉儀是由物理學(xué)家邁克爾遜發(fā)明的一種精密干涉儀，其最初是被用來(lái)研??究“以太”漂移的［６］。邁克爾遜干涉儀實(shí)物圖如圖１－１所示。由于邁克爾遜干涉儀采用??的是雙光束干涉原理，根據(jù)干涉條紋的形狀、方向、疏密程度和條紋移動(dòng)量等信息，可??反演與光程差相關(guān)的各種被測(cè)量信息，因此應(yīng)用很廣。常見的應(yīng)用有：長(zhǎng)度的精密測(cè)量、??折射率的測(cè)定以及波長(zhǎng)的測(cè)量等等［７］。??｜?ｒ??Ｉ．??ｙ．?ｉ?ｉ?＾?Ｉ??？?＿??圖１－１邁克爾遜干涉儀??目前利用邁克爾遜干涉儀的原理己經(jīng)研制出多種專用干涉儀，例如泰曼－格林干涉??儀、傅里葉變換光譜儀等［８］；日本國(guó)家計(jì)量所提出一種新型的邁克爾遜干涉儀，該干涉??儀由復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)、偏振邁克爾遜干涉儀和穩(wěn)頻塞曼激光光源構(gòu)成，該儀器??已涉及一些基本常數(shù)的測(cè)量［９］。??低損耗光纖和半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)帶動(dòng)了光纖測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，而光纖干涉儀??則是重要的體現(xiàn)之一。另外，光纖作為傳輸和傳感的媒質(zhì)，對(duì)各種環(huán)境參數(shù)具有很高的??靈敏度

代工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。??邁克爾遜干涉儀是由物理學(xué)家邁克爾遜發(fā)明的一種精密干涉儀，其最初是被用來(lái)研??究“以太”漂移的［６］。邁克爾遜干涉儀實(shí)物圖如圖１－１所示。由于邁克爾遜干涉儀采用??的是雙光束干涉原理，根據(jù)干涉條紋的形狀、方向、疏密程度和條紋移動(dòng)量等信息，可??反演與光程差相關(guān)的各種被測(cè)量信息，因此應(yīng)用很廣。常見的應(yīng)用有：長(zhǎng)度的精密測(cè)量、??折射率的測(cè)定以及波長(zhǎng)的測(cè)量等等［７］。??｜?ｒ??Ｉ．??ｙ．?ｉ?ｉ?＾?Ｉ??？?＿??圖１－１邁克爾遜干涉儀??目前利用邁克爾遜干涉儀的原理己經(jīng)研制出多種專用干涉儀，例如泰曼－格林干涉??儀、傅里葉變換光譜儀等［８］；日本國(guó)家計(jì)量所提出一種新型的邁克爾遜干涉儀，該干涉??儀由復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)、偏振邁克爾遜干涉儀和穩(wěn)頻塞曼激光光源構(gòu)成，該儀器??已涉及一些基本常數(shù)的測(cè)量［９］。??低損耗光纖和半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)帶動(dòng)了光纖測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，而光纖干涉儀??則是重要的體現(xiàn)之一。另外，光纖作為傳輸和傳感的媒質(zhì)，對(duì)各種環(huán)境參數(shù)具有很高的??靈敏度
【參考文獻(xiàn)】

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7 鐘志鵬;基于STM32高頻響熱線風(fēng)速儀的研制[D];南京理工大學(xué);2016年

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9 陳文斯;監(jiān)控視頻中孤單小孩檢測(cè)的方法研究[D];華南理工大學(xué);2014年

10 曹磊;基于單片機(jī)的手持式字符識(shí)別儀研制[D];重慶大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2861793