激光多普勒测速仪在弯管中的折射修正

介绍2种在应用双光束激光多普勒测速仪测量弯管内流速时，修正测量体位置和光束之间夹角的计算方法。一种是Snell折射定律的简化近似法，而另一种是精确的光线追踪法。针对弯管实例，将这2种方法所得的结果相比较，可看出近似法的不足是对三维折射的修正不够充分，然而与在直管中折射效应的测量结果相比较，证明这2种修正方法均是可行的。     

激光多普勒测速仪测量误差的估计和修正

用激光多普勒测速仪（LDA）测量紊流的平均流速时带有系统误差，迄今为止的有关理论研究是不完整的。本导出了一组准确的理论公式，即适用于有方向识别功能的LDA，也适用于无方向识别功能的LDA。章讨论了平均流速的测量误差及紊流度的测量误差，同时还给出了这些误差的修正方法。     

基于激光多普勒测速仪的皮托管校准实验研究

用皮托管测量风速时需要其校准系数α来修正测量结果,激光多普勒测速仪可用于皮托管的校准。在校准过程中,皮托管探头附近的绕流和实验段流场在轴线上的速度分布偏差会影响校准结果。为评估或修正这些影响进行了实验研究,实验结果表明：皮托管探头对原有流场的干扰会影响α的校准结果,因此校准时须找到合理的激光多普勒测速仪测量位置以尽可能地避免这种影响;实验段流场轴线上固有的速度分布偏差也会影响校准结果,这种影响可以通过实际测量来修正。     

激光多普勒测速仪标定系统不确定度研究的自动测量设计

文章讨论激光多普勒测速仪标定系统不确定度研究中的自动测量原理与实现方法 ,给出了实现自动测量的设计思想和程序框图 .实验表明该程序设计是有效的 ,它可极大地提高系统不确定度研究的效率     

激光测速仪校准技术研究

综述了激光测速仪的现有校准方法,提出了采用模拟目标进行激光测速仪校准的新方法,并根据该原理研建了校准装置.经各种校准方法的比较分析和校准试验验证,说明装置校准范围宽、重复性好、通用性好,可以满足激光测速仪的校准需求.     

层栅激光多普勒测振系统研究

应用单周期层栅和基于旋转场辨别速度方向的激光多普勒测振系统是近年来研制出的一种新型测速手段。本文在阐述测量原理的基础上,重点介绍了本系统的光学、光电转换、频压转换以及微机信号处理等各组成部分,综述理论与实验研究成果。     

激光多卜勒测速仪理论分析

激光多卜勒测速是利用激光差频技术测量流体速度的。它可以实现非接触测量，并可测流速场内任一点的即时速度。本文着重介绍了频率和流体速度关系、光电倍增管光强变化规律等差动多卜勒技术中的一些理论问题。     

便携式无靶激光测速仪

本文对光电技术在弹丸初速测试中的应用进行了探讨。介绍了一种新型的便携式无靶测速仪器工作原理及实现方案，并对关键性的技术问题提出了解决的基本思路。     

机动车激光测速仪校准技术的研究

依据移动式(单光束)和固定式(双光束)红外机动车激光测速仪共同的测量原理,提出了一种基于时间延迟的校准方法.采用虚拟仪器技术的机动车激光测速仪校准系统,将激光测速仪发射的905nm测量脉冲激光光束进行特定时间量的延迟,以模拟其在空气中对应的传播距离,实现固定时间间隔激光脉冲串测量的距离变化量的精确模拟,完成机动车激光测速仪在20～250 km/h时速范围内任意速度值的实验室准确校准,其时间延迟分辨率为5 ps,对应位移分辨率为0.75 mm,模拟速度不确定度优于0.5%(k=2).     

移动式机动车激光测速仪的校准

针对移动式红外机动车激光测速仪的测量原理,详细描述了一种基于时间延迟的校准方法。采用虚拟仪器技术的机动车激光测速仪校准系统,能够将激光测速仪发射的905nm测量脉冲激光光束进行特定时间量的延迟以模拟其在空气中对应的传播距离,完成机动车激光测速仪在(20~250)km/h时速范围内任意速度值的实验室准确校准,模拟速度不确定度优于0.5%(k=2)。     

激光测速仪定焦系统设计

为满足激光测速仪在米级距离的测速需要,设计了一种激光测速仪定焦系统.通过光束分析仪测量距离激光出射口不同位置处的光斑半径,利用函数拟合的方法得到激光束腰斑半径与腰斑位置.采用望远镜系统作为定焦系统的基本结构,通过MATLAB软件穷举定焦系统的各项参数,记录满足条件的参数.根据操作过程中的实际条件选择其中一种数据搭建定焦...     

水下激光成像系统探测距离的计算与仿真

为了估计水下激光成像系统的工作距离,根据水下激光成像系统的成像过程,通过分析目标的辐射特性,水体的衰减特性等各因素,建立了水下激光成像系统的信噪比模型.根据识别目标所需要的信噪比阈值、脉冲激光器等器件的性能指标,推导出水下激光成像系统的工作距离公式,并且完成了系统成像距离的计算与仿真.采用532 nm的Nd∶YAG固体激光器、自组ICCD相机以及基于FPGA技术设计的同步控制电路板,进行了距离选通水下激光成像实验.实验结果表明:理论模型计算的信噪比与实际图像的信噪比平均误差为1.37 dB,证实了该模型的合理性.     

Setup and Test of a Laser Doppler Velocimeter for Investigations of Flow Behaviour of Polymer Melts

The flow behaviour of a low-density polyethylene melt is investigated in a specifically developed flow channel by means of Laser Doppler Velocimetry (LDV). The used flow channel is a slit die with a planar contraction of 14:1. The investigation of the velocity fields was performed in the steady state of flow. The optics of the LDV system as well as the used frequency analyser proved to be reliable for measurements of velocities down to 250μm/s. By adding TiO₂ tracer particles to the pellets the signal quality as well as the signal frequency were improved. It is demonstrated that the Laser Doppler Velocimeter is suited to detect velocities of polymer melts with an error of a few per cent by comparing the measured volume flow rate to the directly determined mass flow rate. Using simple fluid mechanics the viscosity function is obtained by measuring only one velocity profile within the fully developed flow in the slit die. Over a wide range of shear rates the viscosity function obtained via LDV measurement corresponds with the viscosity function which was determined by the classical mass-flow-rate method. Both resulting viscosity functions were additionally checked by performing measurements with a capillary rheometer. The LDV setup described in this paper is a powerful experimental tool to investigate the flow behaviour of polymer melts. Its accuracy and the high spatial and temporal resolution opens a way to get more quantitative insight into the flow of polymer melts and to check the validity of model calculations. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Statistical Analysis and Computer Simulation of Laser Doppler Velocimeter Systems

In a laser Doppler velocimeter the signal arises from the superposition of several pulses at random phase, and the instantaneous frequency recorded at the output, which is a measure of the velocity, contains an ambiguity component due to this effect. A statistical analysis is presented that predicts the ambiguity for both the mask and the Gaussian beam velocimeters and the results are shown to be in close agreement with experiment. Based on this theory, a computer simulation model has been developed that is a useful tool for analyzing and optimizing the parameters in a particular system. Finally, the specific applications of turbulence measurement in fluid flow is considered in more detail.     

声学多普勒测速仪标校技术研究

为了提高声学多普勒测速仪输出速度的准确度,安装过程中测速基阵与载体之间的偏差角不可忽略,安装偏差角包括航向偏角,横摇角及纵摇角三类。介绍了一种三维空间上的多普勒标定技术,通过高精度的GPS导航仪以及多普勒测速仪对海底测速,利用速度比值差校准航偏角。通过纵向剖面的几何关系,从航偏角出发进而获得纵摇角和横摇角的大小,完成了三维方向上多普勒测速仪的校准,使多普勒测速仪坐标系与载体坐标系能够进行精确转换,从而提高了声学多普勒测速仪输出速度的准确度。外场试验较好地证明了该方法的有效性,分析结论看出在二维平面上,造成误差的原因主要在于安装偏角的航向偏角,而在三维空间上,尤其垂向速度,误差主要由纵摇角和横摇角产生。该方法可以快速地对三维安装偏角进行校准,运算量小,并且在对海水测速后续研究中可以形成一套体系。     

激光测振仪直流增益和直流偏移的测量不确定度

介绍了用最小二乘法评价外差式激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标时,测量结果的不确定度分析和评定过程.讨论了影响直流增益测量不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校仪器响应误差、被校仪器直流增益、标准仪器测量误差的影响等等.给出了减小直流增益测量不确定度的主要措施:①环境控制措施,以减少环境带来的不确定度;②选取高精度信号,以减少信号源误差带来的不确定度;③选取高精度标准测量仪器,以减少测量误差带来的不确定度.通过一个实例,给出了激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标不确定度分析和评定结果.该过程及结论可应用在相应参数的计量校准中.     

激光熔覆材料研究现状

综述了目前制备激光熔覆涂层所采用的主要材料体系及激光熔覆材料应用中存在的主要问题及解决途径,给出了设计和开发激光熔覆材料应遵循的一般原则.指出激光熔覆材料是决定熔覆层工艺性能和应用性能优劣的重要因素,激光熔覆专用粉末的研究开发是激光熔覆技术研究的重要方向.     

激光多普勒效应微纳测量技术的研究

研究MEMS系统中可动构件(膜、梁、梳、面、弹簧)在承受压力、弯曲等机械负荷及热负荷下的性能，重要途经是测量其在各种条件下的运动量(振动、位移等)．提出了一种MEMS构件微小振动、位移测量系统，采用外差法激光多普勒技术，通过对信号的频谱分析，确定了信号处理单元的适宜频带宽度．对调相多普勒跟踪信号进行相干解调及频率／电压转换，可以实时地得到被测的速度、位移、加速度、频率等参量．实现的测量分辨力为20nm．     

基于激光断面扫描的卧式罐倾斜比计算方法

基于激光断面扫描卧式罐所获取的点云数据,提出了一种卧式罐倾斜比计算方法。该方法建立在卧式罐筒体为近似圆柱体的基础上,通过拟合筒体上点云数据得到轴线方程,从而得到卧式罐倾斜比计算方法。该方法首先给出了点云数据的预处理方法,通过基于曲率算法和对称性原理,将单层数据中的圆弧段与直线段进行分离;通过基于最小二乘法的直线拟合,剔除了由于附件引入的干扰点,以此获取稳定的圆柱拟合参数;然后,利用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法,拟合得到圆柱体参数方程,最终换算得到卧式罐倾斜比的精确计算。实验证明,该方法运算时间短,鲁棒性强,与手工测量相比,角度偏差小于0.01°。