激光探测器的应用——激光测流速

激光测流速应用得最多的是激光多普勤流速计,它可以测量火箭燃料的流速、飞行器喷射气流的速度、风洞气流速度以及化学反应中粒子的大小及会聚速度等。

激光多普勒流速计的基本原理如图13 - 18所示。激光流速计是基于多普勒原理。所谓多普勤原理就是光源或者接收光的观察者相对于传播流体的介质而运动,则观察者所测得的流速不仅取决于光源,而且取决于光源或者观察者的运动速度的大小和方向。当激光照射到跟流体一起运动的微粒上时,激光被运动着的微粒所散射,根据多普勒效应,散射光的频率相对于入射光将产生正比于流体速度的偏移。

若能测量散射光的偏移量 ,那么就能得到流体的速度流速计主要包括光学系统和多普勒信号处理两大部分。激光器发射出来的单色平行光经聚焦透镜 聚焦到被测流体区域内,运动粒子使一部分激光散射,散射光与未向射光之间将发生频偏。散射光与未散射光分别由两个接收透镜接收,再经平面镜和分光镜重合后,在光电倍增管中进行混频 ,输出一个交流信号;该信号输入到频率跟踪器内进行处理，即可获得多普惑频偏态,从访就可以得到运动粒子的流速 v。流速为v的运动物体所引起的光学多普勒频偏为

                                                                   f_d = 2v/λ