오는 기관차에서 들리는 음파 사이의 거리가 압축되어 마치 한 사람이 아코디언을 닫는 것 같았다. 이 동작의 결과는 눈에 띄게 더 높은 음조이다. 기차가 떠날 때, 음파가 전파되어 더 낮은 소리가 났다. 이런 현상을 도플러 효과라고 한다.

이 도플러 효과는 레이더 속도계에서도 기동 차량의 속도를 감지하는 데 사용된다. 속도계에서 한 줄기 빛을 쏘아 차에 쏘고 다시 속도계로 돌아간다. 속도계의 마이크로프로세서는 반환된 파장을 원래 파장과 비교합니다. 돌아오는 파장이 가까울수록 자동차가 앞으로 나아가는 속도가 빨라진다. 이는 운전자가 너무 빨리 운전할 가능성이 높다는 것을 증명한다.

도플러 속도계 소개

TSI 용 LDV/PDPA 시스템

LDV/PDPA 의 주요 장치 및 원리

레이저 도플러 속도계는 레이저 프로브를 통해 추적 입자의 도플러 신호를 측정한 다음 속도와 도플러 주파수의 관계에 따라 속도를 얻습니다. 레이저 측정이기 때문에 대류장에는 간섭이 없고 속도 측정 범위가 넓다. 또한 도플러 주파수는 속도와 선형 관계를 맺고 있으며, 이 점의 온도와 압력과는 무관하기 때문에 현재 세계에서 속도 측정 정확도가 가장 높은 기기입니다.

LDV/PDPA 속도 측정의 작동 원리는 간섭 줄무늬로 설명할 수 있습니다. 초점 렌즈가 입사광 두 묶음을 다음으로 변환했을 때? 각도가 수렴된 후, 건조 레이저 빔의 양호한 상관성으로 인해 수렴점에서 빛과 그늘의 간섭 줄무늬가 형성되는데, 줄무늬 간격은 건광파의 파장에 비례하여 건반교각의 사인 값에 반비례한다. 유체의 입자가 줄무늬 영역 방향을 통과할 때 도플러 신호라고 하는 일련의 강도가 시간에 따라 변하는 산란광파가 순차적으로 산란됩니다. 이 광파 강도 변화의 주파수를 도플러 주파수 이동이라고 합니다. 입자가 가장자리 영역을 통과하는 속도가 높을수록 도플러가 더 자주 이동합니다. 스트라이프 방향에 수직인 입자 속도를 줄무늬 간격으로 나누고 유체의 굴절 인덱스를 고려하면 도플러 주파수 이동과 유체 속도의 선형 관계를 얻을 수 있습니다. LDV/PDPA 시스템은 속도와 도플러 주파수 이동 사이의 선형 관계를 이용하여 속도를 결정합니다. 도플러 주파수의 모든 방향의 위상차는 입자 지름에 비례하며, 감지된 위상차를 사용하여 입자의 크기를 결정할 수 있습니다.

LDV/PDPA 시스템은 기능별로 광학 경로 부분과 신호 처리 부분으로 나뉩니다. 광로: He-Ni 레이저 또는 Ar 이온 레이저를 사용합니다. 5 14.5 nm, 488 nm, 476.5 nm 의 세 가지 파장의 고출력 레이저를 제공할 수 있기 때문입니다. 주파수 이동 장치가 있는 분광기는 레이저를 강도가 같은 두 다발로 나누고, 단일 모드 편광 광섬유 및 광섬유 커플러를 통해 레이저 방사 프로브로 보내며, 레이저를 조정하여 허리 같은 점에 초점을 맞추고, 측정 부피가 최소화되도록 합니다. 이것이 바로 측량체, 즉 광학 프로브입니다. 프로브를 수신하면 수신된 도플러 신호가 광전승수관으로 전송되어 전기 신호로 변환되고 처리가 복잡하며 도플러 신호 분석기에 의해 분석되어 컴퓨터에 의해 기록됩니다. 지원 시스템 소프트웨어는 데이터 처리를 할 수 있습니다. 유동장에 적절한 추적 입자가 있는 경우 세 방향의 속도와 입자 지름을 동시에 측정할 수 있습니다.

TSI 는 상용 LDV/PDPA 시스템을 생산하는 세계 최초의 회사입니다. 현재 TSI 의 LDV/PDPA 시스템에는 유동장, 터런스, 전도, 열 전달, 흐름 및 연소 연구에 널리 사용되는 네 가지 특허 설계가 있습니다. FSA4000 은 최대 175MHz 의 도플러 주파수와 40MHz 의 주파수 이동을 처리하여 1000 m/s 이상의 유동장을 처리할 수 있습니다.

따라서 3D PDPA 시스템의 경우 샘플링 시간이 길어서 레이저 안정성이 필요하고 장시간 안정적으로 작동해야 하며, 세 파장의 에너지 요구 사항은 3D 속도 측정의 정확도를 보장하기 위해 가능한 동일하기 때문에 TSI 는 세계 최초의 레이저 브랜드인 Coherent 의 레이저를 선택했습니다. 비싸지만 품질이 안정적이다. 광로 설계에서는 높은 신호 대 잡음비를 보장하고, 조절이 편리하고, 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 해야 한다. 이를 위해서는 광섬유 프로브의 조정이 필요하며 조정 범위가 넓고 조정 정확도가 높아야 합니다. 또한 다차원 측정에서는 여러 개의 레이저 빔이 같은 점에 초점을 맞춰야 하며, TSI 는 신호 품질을 근본적으로 보장하는 특수 조정 도구를 제공합니다. 레이저 속도 측정에 관한 세계 대부분의 문장, 논문, 테스트 결과는 TSI 제품을 통해 얻은 것이다. TSI 의 도플러 레이저 속도계는 성능이 안정적이고 품질이 안정적이며 전 세계 고객들에 의해 입증되었습니다.