激光多普勒测速技术进展

综述了激光多普勒测速技术的最新进展。首先简单介绍了激光多普勒测速技术的基本原理;然后对差分混频单频激光多普勒测速仪等6种单频激光多普勒测速仪和正交偏振双频激光多普勒测速仪的结构、工作原理及其优缺点进行了详细讨论;最后对清华大学最新研制出的可显著扩大测速量程的HH型双频激光多普勒测速仪进行了较为全面的介绍,并探讨了未来激光多普勒测速技术的发展方向。     

激光多普勒测速实验系统

利用激光多普勒效应测量流体流速已成为近年来测速系统的发展趋势,激光多普勒测速具有高精度、非接触等优点,但由于激光器的限制此技术尚未广泛普及应用。详细推导了多普勒测速的原理和计算方法,相信能够为解决实际问题带来帮助,例如暖气管道流量计的设计等。     

激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测量

在煤粉浓缩燃烧器中加入示踪颗粒,利用激光多普勒测速技术对湍流流场的速度场及湍流参数进行测量研究,通过自动数据采集及处理分析系统,获得不同钝体结构的煤粉浓缩燃烧器的速度及湍流强度分布,为钝体的选型和燃烧器的设计,着火燃烧机理的分析提供了理论依据。     

基于激光回馈效应的多普勒测速技术

激光回馈现象得到了广泛的研究和关注,而多普勒测速是激光回馈研究中的一个重要分支。介绍了激光回馈多普勒测速技术的基本原理,以及3种不同类型的基于激光回馈原理的多普勒测速技术,总结了其工作原理以及优缺点,并对激光回馈多普勒测速技术的发展方向进行了探讨。     

激光相干多普勒测速精度实验

激光相干多普勒测速雷达由于测量精度高、测速范围广、功耗体积小等优势广泛应用在风场测量、导航及飞行器着陆等方面。为了测试其测速精度,本文研制了速度发生器,搭建了高精度大速度范围的精度测试平台,利用搭建的测试平台对激光多普勒测速精度进行测量,在105.8266 m/s的速度下测得的精度为0.0383 m/s。对激光多普勒测速的精度进行了分析,提出了插值校正FFT频率、采用流水线的FFT处理方法、增加采样位数和提升采样频率等方法来提高测速精度。     

激光多普勒测速技术原理及其应用

激光多普勒测速仪(简称LDV)以其测速精度高、测速范围广、空间分辨率高、动态响应快、非接触测量等优点正快速地发展成为众多领域中一种最常见的测定工具。本文首先详细介绍了激光多普勒测速技术的基本原理,然后总结了激光多普勒测速技术在各个领域的应用,最后探讨了未来激光多普勒测速技术的发展方向。     

能辨别流向的两维激光多普勒测速装置

本文介绍了一台适合作水洞、水模中流场测量的两维激光多普勒测速装置。它采用氢-氖激光器作光源，用园光栅作分束器和频移器，因此简便、价廉，具有推广应用的价值。     

激光多普勒测速中的频谱校正及其应用

由于激光多普勒测速(LDA)系统的动态测试范围宽,信噪比低,单个散射粒子的渡越时间短,能采集到的信号长度有限,因此必须探索合适的频谱校正方法提高多普勒频率的精度来满足LDA的测量要求。将能量重心法、比值法、相位差法、频谱细化、频谱拟合等5种离散频谱校正方法应用于LDA信号处理中,通过仿真计算比较各种方法的优缺点,并选取比值法用于实时测量,取得了明显的效果。     

激光多普勒测速系统的消偏振衰落技术研究

针对偏振衰落现象导致干涉信号丢失使激光多普勒测速系统可见度降低的问题,提出了一种消偏振衰落方案来保持系统检测信号的有效性。以激光多普勒测速系统的工作原理为基础,分析了偏振衰落产生的机理,建立了干涉信号可见度与偏振态的椭率角和方位角之间的数学模型,数值模拟研究了偏振衰落对系统可见度的影响。对基于三态偏振分集接收的消偏振衰落方案进行理论分析,搭建激光多普勒测速系统,并进行了实验验证。实验结果表明,系统可见度的最小值由接近0提高到0.32,验证了该方案的可行性和有效性。研究结果可为激光多普勒测速仪的工程性应用提供依据。     

基于激光的多相流测试技术应用研究进展

激光测速已广泛存在多相流动测量中,测量原理主要有相关性原理和多普勒原理,将两种测量原理分别与成像技术或光散射理论结合发展了多种测试技术。本文对基于激光的多相流测试技术在多相流动测量应用研究进展进行分析和综述,并对今后发展进行展望。粒子成像测速技术、激光多普勒测速仪、相位多普勒风速计等已成为多相流动参数测量的有效工具,激光诱导荧光技术在工程多相流动相分离领域应用前景较好。随着对多相流动机理认识的加深,三维粒子成像测速技术、全息粒子图像测速技术等将是今后多相流动测量领域发展的热点。     

激光多普勒细水雾雾场特性实验研究

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,对三维APV(adaptivephase/Dopplervelocimeter)的光路系统设计了合适的参数,并进行了合理地布局。对细水雾雾场进行了实验研究,细水雾的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果。     

全光纤相干多普勒连续激光多普勒风速仪研究

介绍了一套全光纤相干连续激光多普勒风速仪,该激光风速仪使用了1.5um光纤激光器作为激光光源,其输出能量为~1W,利用保偏环形器、耦合器等器件搭建了一套同轴收发的风速仪系统。利用距离望远镜~5m的转盘对系统进行了校准实验,实验结果表明系统的速度分辨率和测量与转盘实际速度的线性拟合系数分别为0.021m/s和0.99。该系统还成功实现大气风速的测量（~25m处的大气）。     

激光冲击强化靶背面自由表面速度的全光纤光子多普勒测速法测量

用现有的光纤通信器件,搭建了全光纤光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统;用PDV系统测量了激光冲击强化(Laser Shocking Peening,LSP)靶背面自由表面速度。提出了一种称为微分法的新的PDV数据处理方法,并证明了与传统条纹法相比,在相同的硬件条件下,不但提高了测量精度,而且扩大了测量范围。用微分法对LSP实验中的测量数据进行了处理,实现了运动初始阶段自由表面瞬时速度的精确测量,因此微分法对冲击波与轰爆波中瞬态加速过程的数据处理特别适用。     

拟塑性流体中单气泡生成及上升周围液相流场的测量

采用激光影像技术,对羧甲基纤维素(CMC)水溶液中气泡生成过程中的形状演变进行了实时观测。利用激光多普勒测速仪(LDV)对气泡生成和上升过程中周围液相流场进行了测定,得到了气泡周围的液相时均速度分布以及在测试截面上的速度等值图。结果表明,在气泡生成初期,由于表面张力占主导作用,气泡呈球形增长;随后在浮力和和剪切稀化共同作用下,气泡逐渐被拉伸呈泪滴状;液相轴向时均速度对喷嘴中心垂线呈高斯分布,径向时均速度随着与喷嘴中心垂线距离的增加,先增加后减小。在实验范围内,轴向时均速度随高度的增加先减小后增大,其等值图则逐渐发散;而径向时均速度随高度的增加逐步减小,其等值图中极大值缓慢向两边偏移直到消失,整体沿喷嘴中心垂线呈蝴蝶"前翅膀"状。     

基于激光多普勒效应的舰船尾流探测研究

为了改进鱼雷激光尾流制导方法,在激光多普勒效应的基础上,建立激光探测舰船尾流的理论模型,并设计出差动型光学系统,使探测器接收到的散射光信号产生多普勒频移,有效提高信噪比。仿真结果表明,通过锁相放大技术处理,能检出待测目标多普勒差频信号,并抑制噪声,在水中兵器领域有应用前景。