利用光線偏移的速度測(cè)量方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種利用光線偏移的速度測(cè)量方法及裝置，屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明裝置的工作原理是根據(jù)光速不變?cè)砗瓦\(yùn)動(dòng)疊加原理。光線傳播方向和裝 置運(yùn)動(dòng)方向互相垂直。當(dāng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，光線向裝置運(yùn)動(dòng)的反方向偏移，光線偏移的長(zhǎng)度和裝 置的運(yùn)動(dòng)速度成正比。根據(jù)光線偏移的方向，可以計(jì)算裝置的運(yùn)動(dòng)方向。根據(jù)光線的偏移 長(zhǎng)度，可以計(jì)算出裝置的運(yùn)動(dòng)速度。把裝置和物體安裝固定在一起，就可以測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng) 方向及運(yùn)動(dòng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明裝置使用了光線發(fā)射裝置1、感光板2、光線接收裝置3、腔體4、微處理器、 顯示器、電源。
[0004] 在腔體4的一端安裝光線發(fā)射裝置1，在另一端安裝感光板2,感光板2按固定的 位置、間隔安裝光線接收裝置3,精確測(cè)量腔體4從光線發(fā)射裝置1到感光板2的垂直高度 h，對(duì)腔體4抽高真空并密封。
[0005] 把腔體4安裝固定到測(cè)量物體上，使腔體的光線傳播方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向6互 相垂直（圖中未畫出物體，只畫出物體的運(yùn)動(dòng)方向6)。
[0006] 配套的電子設(shè)備，本裝置結(jié)合微處理器、顯示器、電源使用（圖上未畫出電子設(shè) 備)。
[0007] 本公開發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 光線發(fā)射裝置1發(fā)射脈沖光線5,光線傳播方向和感光板2互相垂直。當(dāng)裝置靜止時(shí)， 脈沖光線5和感光板2的中心點(diǎn)在一條直線上。以感光板2的中心為基準(zhǔn)，在其中心及四 周按固定的位置、間隔安裝許許多多的光線接收裝置3。
[0008] 每一個(gè)光線接收裝置3都是獨(dú)立的，接收受到光線信號(hào)時(shí)，單獨(dú)輸出信號(hào)反饋到 微處理器。
[0009] 當(dāng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，脈沖光線5向裝置運(yùn)動(dòng)的反方向偏移。根據(jù)感光板2上光線接收 裝置3的反饋信號(hào)，可以測(cè)量出脈沖光線5的偏移方向，它的反方向就是裝置的運(yùn)動(dòng)方向， 同時(shí)可以測(cè)量出脈沖光線5偏移感光板2中心的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)。
[0010] 若裝置的運(yùn)動(dòng)速度為V，腔體4的高度為h，光速為C，則：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 利用光線偏移的速度測(cè)量方法及裝置，其特征在于，它主要包括： 一一光線發(fā)射裝置，用于發(fā)射脈沖光線； 一一感光板，用于安裝光線接收裝置； 一一光線接收裝置，用于接收脈沖光線，將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)反饋到微處理器； 一一腔體，用于脈沖光線傳播，使脈沖光線傳播產(chǎn)生偏移； 一一配套的電子設(shè)備，結(jié)合微處理器、顯示器、電源，微處理器根據(jù)特定的公式、參數(shù)進(jìn) 行邏輯運(yùn)算，計(jì)算出物體的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度，反饋到顯示器顯示運(yùn)算結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，腔體是一個(gè)固定長(zhǎng)度、可傳播光線的中空 的物體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的一種裝置，其特征在于，腔體有2種形式： 第一種是腔體是密閉的，內(nèi)部抽成高真空； 第二種是腔體是敞開的，腔體內(nèi)部和腔體外部的介質(zhì)可自由的流通、交換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，本裝置和測(cè)量物體安裝固定在一起，光線 的傳播方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向互相垂直。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，在腔體的一端安裝有光線發(fā)射裝置，另一 端安裝感光板，感光板上按固定的間距、位置安裝許許多多的光線接收裝置，感光板上的每 一個(gè)光線接收裝置都是獨(dú)立的，可以單獨(dú)檢測(cè)光信號(hào)，單獨(dú)輸出電信號(hào)反饋到微處理器，微 處理器定時(shí)向光線發(fā)射裝置發(fā)出信號(hào)，使光線發(fā)射裝置發(fā)出脈沖光線，脈沖光線在腔體內(nèi) 從光線發(fā)射裝置向感光板傳播。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，本裝置可以測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng) 速度，通過光線接收裝置的反饋信號(hào)，測(cè)量出光線偏移的方向，物體的運(yùn)動(dòng)方向和光線的偏 移方向互為反向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，光線接收裝置的位置是固定的，通過測(cè)量 光線接收裝置的反饋信號(hào)，可以用微處理器計(jì)算出光線的偏移長(zhǎng)度L，根據(jù)光線的偏移長(zhǎng)度 L、腔體的高度h、光線傳播速度c可以計(jì)算出物體的運(yùn)動(dòng)速度V，計(jì)算公式為：
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，光線發(fā)射裝置、感光板、光線接收裝置、腔 體、微處理器、顯示器、電源可以集成模塊化為一個(gè)獨(dú)立整體，可從一個(gè)物體上拆下，安裝到 另外的物體上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，當(dāng)介質(zhì)靜止，裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，本裝置測(cè)量的 是裝置的運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，裝置靜止時(shí)，本裝置測(cè)量的是介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度，用3個(gè)這 樣的裝置組成xyz三維直角坐標(biāo)系，可以測(cè)量物體在x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng) 速度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，本裝置可以測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)線速度，也 可以測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。
【專利摘要】本發(fā)明利用光線偏移的速度測(cè)量方法及裝置的工作原理是根據(jù)光速不變?cè)砑斑\(yùn)動(dòng)疊加原理。主要有光線發(fā)射裝置、感光板、光線接收裝置、腔體、微處理器、顯示器、電源。將本裝置安裝固定在物體上，使腔體里光線的傳播方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向互相垂直。根據(jù)運(yùn)動(dòng)疊加原理，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，光線將偏移原來的傳播方向。用光線接收裝置測(cè)量光線的偏移方向及偏移長(zhǎng)度，反饋到微處理器根據(jù)特定的公式、參數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，就可以計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度。用3個(gè)這樣裝置組成xyz三維直角坐標(biāo)系，可測(cè)量物體在x軸、y軸、z軸方向的運(yùn)動(dòng)速度。本裝置可作為導(dǎo)航儀使用，可用于測(cè)量飛船、飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、輪船、汽車、火車等的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度。
【IPC分類】G01P3-36, G01P13-00
【公開號(hào)】CN104614549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510098719
【發(fā)明人】周家軍
【申請(qǐng)人】周家軍
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日