激光多普勒测速仪是一种可以精确测量运动物体速度的仪器。它根据光的多普勒效应,利用运动物体中粒子对入射光的散射,并用光电检测器件对散射光的频移量进行检测,根据检测出的频移量就可以计算出物体运动的速度。由于其具有动态响应快、测量范围大、精度高、空间分辨率高、实时性好等优点,被广泛应用于工业领域。本文首先介绍了激光多普勒测速技术的历史背景、国内外应用现状和发展趋势,然后介绍了激光多普勒测速基本原理、测量方法、光路模型及多普勒信号处理方法等,最后设计了一个测量固体表面运动速度的激光多普勒测速系统。该系统包括光学系统和信号采集与处理系统两个部分,其中光学系统采用双光束后向散射模式,以半导体激光器作为光源,使用雪崩光电二极管(APD)作为散射光信号接收器。数字信号处理系统包括硬件设计和软件实现两个方面。硬件方面设计了前置滤波器、放大电路,模数转换电路、显示电路以及USB接口;软件方面利用CCS(Code ComPoser Studio)作为开发平台,进行程序设计。在信号处理过程中,首先对多普勒信号进行高通滤波,然后采用快速傅立叶变换(FFT)算法提取信号中的频率信息,并根据频率信息算出物体的实时运动速度。最后,采用该系统进行了速度测量实验,实验结果达到了预期的效果,验证了设计的可行性。