二维计数跟踪型激光多普勒测速系统的智能化及其应用

二维计数跟踪型激光多普勒测速系统利用两个计数跟踪光电混合反馈环路来分离并测量速度的二维分量。通过智能控制,寻找适当的初始光学频移档次,使得光电信号的有效频率成分分别进入各自对应的信号处理器处理带宽内,同时监视LDA的工作状态,对采集得到的两个环路的光电信号频率及相应的光学频移量,进行一系列的信号处理工作,最终可获得测量点的二维速度分量。二维智能计数跟踪型LDA在非对称突扩管道的流场测量中的应用结果,证实了该套系统的研制是成功的。

激光多普勒测速系统自适应阈值检测算法

信号检测是激光多普勒测速(LDV)系统实现高精度的关键技术,针对LDV中微弱多普勒信号的检测,本文从噪声在频域中的统计特性出发,对多普勒信号进行带阻滤波,结合雷达的恒虚警(CFAR)检测技术,设计了基于频域的单元平方和自适应阈值检测算法以解决在低信噪比(SNR)的环境中LDV的信号检测问题,提高LDV的信号探测能力,同时降低其虚警概率。仿真与实验的结果表明:该算法与固定阈值相比可以在SNR为-12 d B时实现信号的完全检测,保持低虚警概率,运算简单,工程适用性强。

扩展光束型激光多普勒速度测量系统

为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统。该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体。该方法有效避免了经典双光束多普勒测速系统由于探测体积小而导致的物体偏离探测区域的情况,因此,在实际测量弹丸速度的过程中能够解决传统多普勒系统因弹道偏差而导致的无法测速的问题。该系统也可以采用并联方式来监测弹丸在弹道不同位置上的速度分布。通过实验对激光束进行了不同尺度的径向扩束,并在此基础上获得了不同散射面积下的多普勒信号。分析结果显示:在速度为10～25m/s时,测量值与实际值的平均误差可以达到1%～2%,表明这种测量方法是有效且可行的。

用光学频移的激光测速系统

文章介绍了国内首次研制成功了带有光学频移装置的激光多普勒测速系统。以氦氖激光器为光源。采用声光调制晶体为频移元件，双差动工作模式。

蜗壳式旋风分离器全空间三维时均流场的结构

采用激光多普勒测速系统 (LDV)对蜗壳式旋风分离器全空间内三维湍流的时均流场进行了实验测定与分析 ,重点讨论了灰斗、环形空间和排气管的流场特点 .分离空间内时均流场是外侧准自由涡与内侧准强制涡的典型结构 .环形空间的入口部位有多个纵向二次涡 ,其他大部分空间顶部出现纵向二次环流 ,切向速度和径向速度的分布呈现非轴对称性 ,入口气量沿高度分布不均匀 .灰斗的顶部也存在纵向二次环流 .排气管内轴向速度分布与分离空间内的分布形态迥异 .

蜗壳式旋风分离器内的湍流特性(Ⅱ) 环形空间

采用激光多普勒测速系统测试了蜗壳式旋风分离器内的流场 ,分析了环形空间内的湍流特性 .环形空间 3个速度分量的湍流度是同一个数量级的 .环形空间入口处、近壁和顶部附近的湍流度变化非常剧烈 ,呈现强烈的各向异性 .

过悬栅、悬板栅水流流场测试及消能分析

用多普勒激光测速系统对悬栅和悬板栅附近流场进行了测试 ,分析了悬栅、悬板栅的消能效果。研究表明 ,悬栅的消能率随流量的增加而增加 ;悬栅和悬板栅的总消能率为 71.89% ;该消能形式能够显著降低弯道凹岸水深 ,减小弯道内横向水面比降 ,可将泄流能力提高 2 .3倍左右 ;经消能后陡坡下游水流平顺 ,避免了水流翻越边墙造成的破坏 ;上述结果表明悬栅、悬板栅“消、导”结合、联合消能是消除陡坡弯道急流冲击波的一种新型消能型式 。

湍流热对流研究取得新进展

南海海洋所热带海洋环境动力学重点实验室研究员尚晓东与香港合作者利用激光多普勒测速系统（LDV）和高精度温度探头同时、同点测量了湍流热对流场的速度时间序列和温度时间序列，从而得到系统内部的热流量场分布，并研究了热羽流活跃的边界区域和底板区域及热羽流均匀混合的中心区域传热量随瑞利数（Ra）的变化。发现热流量主要通过边界区域传输，