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LDV 激光多普勒測速實驗系統

LDV 激光多普勒測速實驗系統       
       激光多普勒測速儀(laser Doppler velocimeter,LDV),是利用激光多普勒效應來測量流體速度的一種儀器。激光測速儀在流速測量方面,已成為不可或缺的手段。

   
      LDV實驗是以現代技術為手段,與實際應用緊密結合而又能充分體現物理思想和方法的實驗項目。它涉及到較多物理知識包括光學、流體力學,電子技術和計算機數據處理等。一般LDV設備昂貴,且不符合實驗教學要求。因此我們開發出這種新型設備,目的在于使學生在掌握物理學基本原理的基礎上,學習用基礎光學器件設計、搭建與調試光路的方法,學習數據處理等。本實驗設備適合近代物理實驗、近代光學實驗和大學物理實驗拓展等。
     兩束相干光(激光)相交于流速場被測點,形成一個尺度小于1mm的條紋區,當速度為v的粒子進入條紋區時,光敏探測器便可獲得含有多普勒頻率的信號,由于流體中的粒子質量和尺寸很小,因此可以用多個粒子速度的統計平均值代表流體的速度。
   
    光敏探測器的輸出信號進入LDV信號處理器。當一個粒子進入條紋區時,探測器輸出的信號經放大、濾波后,成為一個上下對稱的、包絡線近似高斯曲線的多普勒波群,波群信號送到PC,做頻譜分析,得到多普勒頻率fD,求出速度為v。

   
    反復研制改進電子電路,使信號處理部分簡潔、可靠。采用PC機采用RS232接口與信號處理器通信,對信號做數據處理。使用FFT(快速傅里葉變換)得到各波群的fD,再由多個波群流速得到流速分布直方圖,給出流速。
測量液體流速、氣體流速、固體相關速度的測量,能跟實際較好的結合起來。
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