¿Cómo funciona el velocímetro Doppler?
Este efecto Doppler también lo utilizan los velocímetros de radar para detectar la velocidad de los vehículos a motor. Un rayo de luz sale disparado del velocímetro, golpea el automóvil y regresa al velocímetro. Un microprocesador en el velocímetro compara la longitud de onda devuelta con la longitud de onda original. Cuanto más cercana es la longitud de onda de retorno, más rápido avanza el coche, lo que demuestra que es más probable que el conductor conduzca demasiado rápido.
Introducción al velocímetro Doppler
Sistema LDV/PDPA de TSI
El dispositivo principal y principio de LDV/PDPA
Laser multi- El velocímetro Puler mide la señal Doppler de las partículas trazadoras a través de una sonda láser y luego obtiene la velocidad basándose en la relación entre la velocidad y la frecuencia Doppler. Debido a que es una medición láser, no hay interferencia en el campo de flujo y el rango de medición de velocidad es amplio. Y como la frecuencia Doppler tiene una relación lineal con la velocidad y no tiene nada que ver con la temperatura y la presión en ese punto, actualmente es el instrumento de medición de velocidad más preciso del mundo.
El principio de funcionamiento de la medición de velocidad LDV/PDPA puede explicarse por franjas de interferencia. ¿Cuándo una lente de enfoque convierte dos haces de luz incidentes en? Después de la convergencia angular, debido a la buena coherencia del rayo láser seco, se forman franjas de interferencia claras y oscuras en el punto de convergencia. La separación de las franjas es proporcional a la longitud de onda de la onda de luz seca e inversamente proporcional al valor del seno de la onda de luz seca. medio ángulo de intersección. Cuando las partículas del fluido pasan en dirección al área de la franja, dispersarán una serie de ondas de luz dispersas cuya intensidad cambia con el tiempo, llamadas señales Doppler. La frecuencia de esta serie de cambios en la intensidad de las ondas luminosas se denomina desplazamiento Doppler. Cuanto mayor sea la velocidad de la partícula que pasa a través de la región del borde, mayor será el desplazamiento Doppler. Dividiendo la velocidad de las partículas perpendicular a la dirección de la franja por el espaciado de las franjas y teniendo en cuenta el índice de refracción del fluido, se puede obtener una relación lineal entre el cambio de frecuencia Doppler y la velocidad del fluido. Los sistemas LDV/PDPA utilizan la relación lineal entre la velocidad y el desplazamiento Doppler para determinar la velocidad. La diferencia de fase de la frecuencia Doppler en cada dirección es proporcional al diámetro de la partícula y el tamaño de la partícula se puede determinar utilizando la diferencia de fase monitoreada.
El sistema LDV/PDPA se divide en: parte de camino óptico y parte de procesamiento de señal según funciones. Ruta óptica: utilice láser He-Ni o láser de iones Ar porque pueden proporcionar un láser de alta potencia con tres longitudes de onda: 514,5 nm, 488 nm y 476,5 nm. Un espectrómetro con un dispositivo de cambio de frecuencia divide el láser en dos haces de igual intensidad, que se envían a la sonda transmisora del láser a través de una fibra monomodo que mantiene la polarización y un acoplador de fibra. El láser se ajusta para enfocar en el mismo punto. la cintura para asegurar el volumen de medición más pequeño. Este es el cuerpo de medición. Esa es la sonda óptica. La sonda receptora envía la señal Doppler recibida al tubo fotomultiplicador y la convierte en una señal eléctrica. El procesamiento es relativamente complicado y luego el analizador de señales Doppler la analiza y la procesa y la registra la computadora. El software del sistema de soporte puede realizar el procesamiento de datos. Bajo la condición de que haya partículas trazadoras adecuadas en el campo de flujo, se pueden medir simultáneamente la velocidad y el diámetro de las partículas en tres direcciones.
TSI es la primera empresa del mundo en producir sistemas comerciales LDV/PDPA. Actualmente, el sistema LDV/PDPA de TSI tiene cuatro diseños patentados y se utiliza ampliamente en investigaciones sobre campos de flujo, turbulencia, transferencia de masa, transferencia de calor, patrones de flujo y combustión. El FSA4000 puede manejar frecuencias Doppler de hasta 175 MHz y, con un cambio de frecuencia de 40 MHz, puede manejar campos de flujo superiores a 1000 m/s.
Entonces, para el sistema PDPA tridimensional, debido al largo tiempo de muestreo, se requiere que el láser sea estable y pueda funcionar de manera estable durante un tiempo prolongado. Se requiere que la energía de las tres longitudes de onda sea la misma. iguales posibles para garantizar la precisión de la medición de velocidad tridimensional, por lo que TSI Company eligió. Compré láseres de Coherent, la marca de láser número uno del mundo, que son caros pero de calidad estable. En términos de diseño de la ruta óptica, es necesario garantizar una alta relación señal-ruido, un ajuste sencillo y un uso fácil de usar. Esto requiere el ajuste de la sonda de fibra óptica, lo que requiere un amplio rango de ajuste y una alta precisión de ajuste. Además, en la medición multidimensional, es necesario enfocar múltiples rayos láser en el mismo punto. TSI proporciona herramientas de ajuste especializadas para garantizar fundamentalmente la calidad de la señal. La mayoría de los artículos, documentos y resultados de pruebas sobre medición de velocidad láser en el mundo se obtienen a través de los productos de TSI. El velocímetro láser Doppler de TSI tiene un rendimiento estable y una calidad confiable, lo cual ha sido demostrado por clientes de todo el mundo.