基于二维激光多普勒测速仪测量低压流场速度

低压流场中的速度分布对于流动特性的理解和优化设计具有重要意义。基于激光多普勒测速仪的测速技术是一种非侵入性、高精度的流场速度测量技术,其能够实时测量流场中各个位置的速度分布。本研究将基于激光多普勒测速仪测速技术对低压流场中的速度进行测量,并探究速度分布规律,为相关领域的研究提供重要的参考依据。

基于DSP的多普勒雷达测速仪的设计与实现

为了进一步解决当前基于单片机的交通测速仪中存在的电路复杂、测量精度低、反应速度慢等问题,本文基于多普勒效应和快速傅里叶变换(FFT)原理,提出一种基于DSP芯片TMS320F2812的多普勒雷达测速仪,该测速仪以TMS320F2812为主控核心,对运动车辆产生的多普勒频移信号进行处理,进而计算其行驶速度。实验结果表明该测速仪测速效果与预期结果相符,可以在一定程度上缓解上述问题。

基于二维激光多普勒测速仪的捷联式车载自主重力测量方法

传统的车载重力测量通常采用捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)/全球导航卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)组合的方式,但是在如山谷、隧道以及高楼林立等特殊环境下,GNSS信号会受到遮挡,导致重力测量系统精度下降。针对特殊环境下传统车载重力测量方法精度下降的问题,提出了一种基于捷联惯导系统/二维激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter,LDV)组合的车载重力测量方式,分析了系统重力测量原理和误差模型,设计了滤波器方案,通过车载重力测量实验对系统精度进行了验证。实验针对丛林遮蔽的山地环境下完成了六条重复测线重力测量,同时比对SINS/GNSS组合重力测量系统的测量精度,其中SINS/GNSS组合系统的单条测线内符合精度最大为2.46 mGal,最小为1.03 mGal,总内符合精度为1.53 mGal;SINS/LDV组合系统的单条测线内符合精度最大为1.05 mGal,最小为0.47 mGal,总内符合精度为0.70 mGal,其总内符合精度相比于SINS/GNSS组合系统提高了约53%。车载重力测量实验证明了SINS/LDV组合重力测量系统在卫星信号拒止环境下的有效性。

激光多普勒测速仪示值误差检测方法研究

针对激光多普勒测速仪示值误差的检测,传统的检测方式是通过获得相应运动速度的运动物体,以其为标准完成测速仪示值误差的检测。但针对高速激光多普勒测速仪(公里级每秒)示值误差的检测,现有速度获取方式无法获取相应的速度上限。为此,本文提出采用光学回波模拟法对其进行示值误差检测。通过光学移频技术模拟测速仪测速过程中产生的多普勒频移,构造携带目标信息的光回波,从而实现对应速度激光多普勒测速仪示值误差的检测。本文以声光移频器与各类空间光器件搭建了检测系统,对某型号的激光多普勒测速仪进行了单点测速示值误差的检测试验。由实验结果可知,针对测速仪示值误差检测的光学回波模拟法是可行性,具有一定的工程应用前景。

机动车雷达测速仪检定方法探究及不确定度评定

在研究机动车雷达测速仪现有检定规程的基础上,分析了实验室检定部分存在的分歧,分别从固定式和移动式两类测速仪检定方法的细节方面提出可行性操作。在实际道路测速中,发现多种因素影响最终测速结果,并提出相关的修正建议。依据检定规程并结合实际检定,在分析各影响不确定度因素的基础上,对测得值进行不确定度评定。结果表明,修正后的检定方法提高了不确定度评定的可靠性和科学性,具有一定的实际应用价值。

多普勒雷达测速仪方向图检测的不确定度评定

多普勒雷达测速仪是对机动车行驶速度进行测量的仪器,通常按大于5°的固定角度安装(或放置)于车道上方或道路旁的固定设施。其天线波束方向和地面的实际夹角与理想值之间存在一定偏差,且固定设施因长时间路面震动或道路环境变化,天线波束方向和地面的实际夹角会缓慢改变,进而造成机动车速度测量的误差加大。因而,多普勒雷达测速仪方向图检测的重要作用不言而喻。本文对K波段多普勒机动车雷达测速仪方向图检测的不确定度进行评定,建立水平主瓣宽度、副瓣电平测量不确定度评定模型,分析检测过程中测量重复性、雷达方向图测量系统设备引入的误差,为现行定角式雷达测速仪型式评价工作提供了有效指导。

机动车雷达测速仪检测的现状及测速误差分析

随着我国机动车保有量的增加,道路交通安全成为社会关注的重点话题。道路交通事故中,超速造成的事故比例占比较大。为了加强对机动车超速的管理,保障道路交通的安全,机动车雷达测速仪在各国的交通管理中被广泛使用。但是由于机动车雷达测速仪器本身的测速原理,在实际的速度检测过程中,会受到很多因素的影响,从而导致测速误差。因此,如何避免机动车测速仪的测速误差,提高测速准确性,成为道路交通安全管理的重要话题。本文对机动车雷达测速仪的检测现状进行分析,并针对其影响因素提出相关的措施,以提高机动车雷达测速仪的准确性。

激光多普勒测速仪产品研发与应用

总结了10多年来,将激光测速技术科研成果转化为产品过程中解决的几个重要技术关键问题,研发出可靠实用的一维和二维激光测速以及相位多普勒粒径测速实验仪器,成功应用于多种流动测量的教学和科研,为培养高水平的创新型人才和提供多样化的市场选择做出了有益的贡献。

坦塘水文站非接触式雷达测速仪率定分析

水情预测预报、水量调度、抢险救灾对中小河流监测能力提出了更高要求,对此坦塘水文站引进非接触式雷达测速仪监测系统对中小河流流量进行监测。通过分析多年运行数据,结合比测成果,对非接触式雷达测速仪性能进行一系列验证,结果表明该仪器适用于坦塘水文站。

智能计数─跟踪型激光多普勒测速仪研究

智能计数─跟踪型激光多普勒测速仪研究李恩邦，刘昌文，刘杰，高志（天津大学热能研究所）０引言激光多普勤测速仪（简称ＬＤＡ）［１］已成为测量固体表面运动速度和复杂流场流动速度的一种先进手段。但结构复杂、费用高、操作繁琐是ＬＤＡ存在的主要问题，限制着该技术...

机动车测速仪模拟检测技术的现状及应用中存在的问题

一、概述机动车测速仪是涉及人身安全的重要计量器具,主要用于行驶机动车速度的监测,其测速原理主要包括雷达多普勒测速、脉冲激光测速、地感线圈测速和视频测速等。目前,我国使用的三种主流机动车测速仪类型包括雷达测速仪、激光测速仪和地感线圈测速仪。机动车超速自动监测系统是具有采集、处理图像信息等附加设备的一种复合功能的机动车测速仪。

激光测速仪的校准方法和装置

机动车超速自动监测系统的关键部分是机动车测速仪。包括线圈测速仪、多普勒雷达测速仪和激光测速仪三种类型。由于激光测速仪具备取证能力强、测速有效距离大（可达1km）、测速准确度高（测速误差〈±1km／h）、测量时间短、能测定车辆加速瞬间的速度等优点。受到了全世界广泛的认可和关注。

参考光束型激光多普勒测速仪的误差分析

阐述了参考光束型激光多普勒测速仪的基本原理,从理论上分析了原理公式近似、高斯光束干涉、激光线宽、探测器孔径、有限渡越时间、信号处理算法、空气折射率变化及角度测量等诸多因素对激光多普勒测速仪测量结果造成的误差,研究并给出了每一种影响因素所引起误差的理论公式,在每一种影响因素中具体讨论了各种光学参数对测量误差的影响并对部分参数进行实验研究。理论分析和实验表明:在实验中需要选择线宽较窄的激光器及孔径较小的光电探测器,而在选择光束光斑半径和信号光中心光线的方向与粒子运动方向的夹角时,既要考虑激光的质量和多普勒信号的强度,同时也需要考虑原理公式近似、探测器孔径的尺寸、有限渡越时间及高斯光束干涉等多种因素对测量结果的影响。

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905 nm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）。

近红外成像的便携式大尺度粒子图像测速仪

开发了一种用于河流表面流速场测量的便携式大尺度粒子图像测速仪(large-scale particle image velocimeter,LSPIV)。该仪器基于一台以图像处理专用DSP为核心的智能相机,代替PC高效地完成图像采集和处理的任务。首先利用近红外波段下水流示踪物(弱小目标)和水体光强反射率的差异,在单色CMOS传感器前加装红外滤镜抑制水面光学噪声,增强弱小目标与背景间的对比度,提高了后续运动矢量估计中相关曲面的峰值信噪比。其次,提出了一种基于时空联合滤波的时均流场重建方法,利用河流流场中的先验和冗余信息识别并修正错误矢量,改善了天然河流中由于示踪物密度过低或分布不均造成的表面流速估值过低问题。最后,通过静水和动水条件下的2组现场实测验证了近红外成像系统及图像处理算法的有效性。

光子多普勒测速仪与压杆相结合的冲击波反射压力测试技术

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力,将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合,设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析,并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明:该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统;测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa,上升沿为5μs;PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。

激光多普勒测速仪方向辨别及低速测量的研究

为了解决激光多普勒测速仪速度方向辨别及低速测量的问题,利用双声光调制技术设计了光路系统测量转台的转速。在参考光模式的基础上,对参考光和信号光分别进行移频并设定一定的偏置频率,使得探测器输出信号的频率在偏置频率左右变化。理论分析和实验结果表明:双声光调制技术可以有效地辨别速度方向,并且可以实现低速测量;所设计的激光多普勒测速仪的测速精度优于0.35%。

分光再利用型激光多普勒测速仪及其与捷联惯导组合导航

为了抑制惯性导航系统的误差累积效应,提出了用激光多普勒测速仪与捷联惯导进行组合。基于分光再利用的思想设计了新型光路结构的激光多普勒测速仪,并详细讨论了激光测速仪与捷联惯导组合进行航迹推算的过程。理论分析和实验结果表明,分光再利用型激光多普勒测速仪测量精度高、数据有效性及稳定性好,将其用于车载惯性导航系统大大提高了导航精度,位置误差由纯捷联惯导2 h1166 m提高到组合系统2 h 20 m。

基于激光多普勒测速仪的车载组合导航

针对车载纯捷联惯性导航系统(SINS)导航精度随时间增长而降低的不足,提出了基于激光多普勒测速仪(LDV)这一新型速度传感器的组合导航方案。通过建立SINS/LDV组合导航系统的状态方程和量测方程,设计了系统的卡尔曼滤波器,并对组合导航系统进行了仿真模拟。结果表明:SINS/LDV组合方案能够有效减小SINS导航参数随时间的累积误差,可以实现全自主、高精度导航;当LDV测速精度为0.1%时,组合导航系统的位置精度提高了2个数量级,速度精度提高了1个数量级。

超声多普勒测速仪在液-固和气-液两相流测量中的应用

This work aims to investigate the application of ultrasound Doppler velocimetry in multiphase flow.The experimental results show that in the homogeneous liquid-solid system,the amplitude of the received echo energy decreases exponentially with measurement depth,and attenuation rate increases with increase of solid holdup monotonously.A model based on the ultrasound reflection and refraction law and scatter characteristics of particles is proposed to predict the relationship between received echo energy and solid holdup.In the gas-liquid system,liquid velocity and bubble rise velocity can be directly obtained from the velocity profile by Dop 2000 when the bubble number is small,while in medium gas velocity range,FFT must be executed to calculate velocity distribution, resulting in a two-peak distribution,which in turn can be used to obtain liquid velocity and bubble velocity by further data processing.