湍射流的三维LDV测量 被引量：8

1

作者 夏振炎 姜楠 等 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第2期72-77,共6页

对于湍射流下游(即喷口距离大于50倍直径处)的平均速度、脉动速度等流场性质的实验研究较多,而关于射流上游(喷口距离6倍直径内)的实验数据较少。为了测量低速湍射流的平均速度和脉动速度等流场性质,本文利用三维激光多普勒测速系统(3DL... 对于湍射流下游(即喷口距离大于50倍直径处)的平均速度、脉动速度等流场性质的实验研究较多,而关于射流上游(喷口距离6倍直径内)的实验数据较少。为了测量低速湍射流的平均速度和脉动速度等流场性质,本文利用三维激光多普勒测速系统(3DLDV)对直径21mm的射流进行了湍流测量和流场分析,引入频移技术来确定速度的方向,因所用系统测量的三个速度分量彼此并不相互垂直,故进行了相应坐标变换,同时对测量系统装置和测量基本原理及实验方法进行了介绍,给出了流场脉动速度和湍流度等的实验结果。结果表明低速近喷口处湍射流的三个脉动速度分量、平均流速、射流宽度、雷诺应力等均呈规律性变化。 展开更多

关键词 湍射流 三维LDV测量 流体速度 非接触测量 激光多谱勒测速仪 脉动速度 湍流强度

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多普勒测风激光雷达风场数据影响因素分析 被引量：11

2

作者 王国成 孙东松 +1 位作者 段连飞 舒志峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期10-16,共7页

介绍了基于法布里-珀罗(F-P)标准具的多普勒测风激光雷达(DWL)的基本工作原理,给出了DWL的典型探测数据;对影响DWL风场探测数据精度的因素进行了深入的剖析,主要包括背景光强度、探测器的工作状态、发射激光的频率锁定、种子激光器的工... 介绍了基于法布里-珀罗(F-P)标准具的多普勒测风激光雷达(DWL)的基本工作原理,给出了DWL的典型探测数据;对影响DWL风场探测数据精度的因素进行了深入的剖析,主要包括背景光强度、探测器的工作状态、发射激光的频率锁定、种子激光器的工作环境温度、转场或温度骤变对接收机引起的形变等因素;背景光过强会导致系统信噪比急剧降低,探测器饱和将会处于非线性工作状态,进而生成无效数据,发射激光失锁将会导致风廓线平移,种子激光器工作环境温度不恒定将会导致激光跳变等现象,影响因素逐一克服后,DWL与探空气球的风速偏差在1.4 m/s以内、风向偏差在2.2°以内。 展开更多

关键词 大气光学 测风激光雷达 多普勒频移 法布里-珀罗标准具 瑞利散射

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激光多普勒测振技术应用的新进展 被引量：9

3

作者 张驰 王顺 +1 位作者 关向雨 金锐博 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第19期75-81,共7页

近年来,伴随着现代工业的高速发展,非接触式测量技术受到越来越多的关注。激光多普勒振动测量作为一种干涉测量技术,能够适用于难以通过加速度计或其他表面接触传感器获得振动测量的应用场景。激光多普勒测振仪(LDV)自1983年诞生以来,... 近年来,伴随着现代工业的高速发展,非接触式测量技术受到越来越多的关注。激光多普勒振动测量作为一种干涉测量技术,能够适用于难以通过加速度计或其他表面接触传感器获得振动测量的应用场景。激光多普勒测振仪(LDV)自1983年诞生以来,凭借其高精度、高效率、便于携带等特点,逐渐成为目前应用最广泛的非接触式振动测量设备,被广泛应用于各行各业。本文在分析激光多普勒测振技术基本原理的基础上,介绍了近年来LDV在农业、生命医学、航空航天,以及建筑工程领域的应用。 展开更多

关键词 仪器 测量与计量 激光多普勒测振仪 激光多普勒频移 多普勒效应 非接触式测量

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基于迈克耳孙干涉仪的激光多普勒实验仪及其实验 被引量：8

4

作者 张淼 唐芳 李华 《物理实验》 2007年第4期9-12,共4页

通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普... 通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普勒效应,了解激光多普勒效应的应用. 展开更多

关键词 激光多普勒效应 频移 光拍 迈克耳孙干涉仪

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加速度对激光双频干涉仪测量误差的影响 被引量：6

5

作者 张志平 程兆谷 +1 位作者 覃兆宇 朱健强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期694-698,共5页

为了减少由于加速度所导致的激光双频干涉仪测量误差,引入二阶多普勒频移,建立了由被测物体加速度所引起的测量误差的理论模型。仿真结果表明,在0.4s时间内0.6g加速度所引起的累积误差可达2.5nm左右,这对于纳米精度的测量是不应忽视的;... 为了减少由于加速度所导致的激光双频干涉仪测量误差,引入二阶多普勒频移,建立了由被测物体加速度所引起的测量误差的理论模型。仿真结果表明,在0.4s时间内0.6g加速度所引起的累积误差可达2.5nm左右,这对于纳米精度的测量是不应忽视的;初速度不为零时加速运动会引起更大的误差,而减速运动所引起的误差则相对小。通过实验验证,所测的误差变化趋势与理论模拟比较吻合。 展开更多

关键词 测量 激光双频干涉仪 加速度 累积误差 多普勒频移

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卫星间光通信技术 被引量：3

6

作者 王志明 程玲 李玉权 《光电子技术》 CAS 2006年第1期53-56,68,共5页

介绍了卫星间激光通信系统的构成,分析与比较了星间非相干的IM/DD系统和相干光通信系统的性能。指出对于同步卫星间这种超长距离的光通信系统,高的接收灵敏度是至关重要的,因而相干光通信技术更有优势;但对于中低轨道卫星光通信系统,由... 介绍了卫星间激光通信系统的构成,分析与比较了星间非相干的IM/DD系统和相干光通信系统的性能。指出对于同步卫星间这种超长距离的光通信系统,高的接收灵敏度是至关重要的,因而相干光通信技术更有优势;但对于中低轨道卫星光通信系统,由于多普勒效应的影响,采用IM/DD技术更为恰当。 展开更多

关键词 激光通信 星间链路 相干光通信 多普勒频移

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基于回波模拟法的激光多普勒测速仪示值误差检测方法研究

7

作者 鲁伟俊 彭希锋 +3 位作者 陈爽 邓文 赖晖 蒋荣峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第7期30-34,共5页

针对高速激光多普勒测速仪(速度上限超过1 km/s)示值误差检测中参考速度难以获得导致测速仪示值误差无法有效检测的问题,提出采用光学回波模拟法对其进行示值误差检测。通过对测速仪的出射光进行光学移频,以此模拟运动物体的激光多普勒... 针对高速激光多普勒测速仪(速度上限超过1 km/s)示值误差检测中参考速度难以获得导致测速仪示值误差无法有效检测的问题,提出采用光学回波模拟法对其进行示值误差检测。通过对测速仪的出射光进行光学移频,以此模拟运动物体的激光多普勒效应,从而解决高速多普勒测速仪检测所需速度源的问题;通过设置波长检测模块与移频量检测模块,获得准确的工作波长与移频频率,进而计算出准确的参考速度信息,保证激光多普勒测速仪示值误差检测的准确性。实验结果表明:基于回波模拟法的激光多普勒测速仪示值误差检测方法,可以实现速度上限高达2.7 km/s的测速仪示值误差的检测,示值误差测量不确定度U_(r)=0.3%(k=2)。实验结果表明基于回波模拟法的激光多普勒测速仪示值误差检测技术具有很好的工程应用前景。 展开更多

关键词 激光多普勒测速仪 回波模拟 示值误差检测 光学移频

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双频激光多谱勒扭转振动测试仪的研究 被引量：2

8

作者 骆德渊 任雅萍 +1 位作者 陈文艺 谭玉山 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1997年第1期19-22,共4页

首先阐述了高速大型回转机械扭转振动的特点及其对测量系统的要求，接着介绍双频激光多谱勒扭转振动测试仪的测量原理，最后给出实验结果。

关键词 双频激光多谱勒 后向散射 多谱勒频移 扭转振动

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频移分离型三维激光多普勒测速仪研究 被引量：4

9

作者 李恩邦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第7期768-772,共5页

研究一种采用频移分离方法的新型三维激光多普勒测速仪（３ＤＬＤＶ）．该仪器以单色ＨｅＮｅ激光器和单只光电探测器并配合简单的光学发射和接收系统即实现了三维速度分量的同时测量．三个分量的速度信号由声光调制器引入的三种光学颁... 研究一种采用频移分离方法的新型三维激光多普勒测速仪（３ＤＬＤＶ）．该仪器以单色ＨｅＮｅ激光器和单只光电探测器并配合简单的光学发射和接收系统即实现了三维速度分量的同时测量．三个分量的速度信号由声光调制器引入的三种光学颁移区分，通过电子滤波器完成信号的相互分离．在光学发射系统设计中采用独特的单轴四光束结构，通过光束组合形成三组双光束差动模式的激光多普勒测速仪光路．本文中还给出了该仪器的系统设计参数并分析了轴向分量的测量精度． 展开更多

关键词 多普勒测速仪 三维 速度测量 频移

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基于光纤激光器的相干多普勒激光雷达 被引量：4

10

作者 马宗峰 孙俊杰 +1 位作者 杨玉生 文怀涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2409-2412,共4页

介绍了一种基于掺铒光纤激光器的相干测速激光雷达,该雷达具有成本低、可靠性高和结构新颖的特点。雷达系统的光路完全采用通信用光纤器件构成,单模光纤耦合器用作分光器和混频器,偏振无关的光纤环形器用作光学天线收发开关,所有光路器... 介绍了一种基于掺铒光纤激光器的相干测速激光雷达,该雷达具有成本低、可靠性高和结构新颖的特点。雷达系统的光路完全采用通信用光纤器件构成,单模光纤耦合器用作分光器和混频器,偏振无关的光纤环形器用作光学天线收发开关,所有光路器件采用单模光纤连接。雷达系统采用频谱分析法进行鉴频获取中频信号的中心频率。研制了原理样机并进行测速试验,系统可以探测的最小速度小于0.4 mm/s,测速精度优于0.1%,输出非线性度小于70×10^(-6)。 展开更多

关键词 相干多普勒激光雷达 掺铒光纤激光器 多普勒频移 速度测量

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1 550 nm相干激光测风雷达微弱回波信号处理 被引量：3

11

作者 李宝林 杨冬 +4 位作者 王露 张毅 申向伟 曾祥豹 王音心 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期333-338,共6页

针对激光测风雷达回波信号极其微弱,直接快速傅里叶变换(FFT)后无法得到回波信号频域幅值的问题,该文提出了嵌入现场可编程门阵列(FPGA)的数字中频信号处理方法,有效地提取了回波信号频域幅值。激光测风雷达的回波信号是相干激光脉冲信... 针对激光测风雷达回波信号极其微弱,直接快速傅里叶变换(FFT)后无法得到回波信号频域幅值的问题,该文提出了嵌入现场可编程门阵列(FPGA)的数字中频信号处理方法,有效地提取了回波信号频域幅值。激光测风雷达的回波信号是相干激光脉冲信号经过空气中气溶胶后向散射的信号,由于空气中气溶胶浓度小以及激光发射功率限制,回波信号微弱,首先将模拟回波信号经过中频放大器进行信号放大,再进入模数转换器(ADC)采样,然后采用补零FFT和FFT频谱累积等数字中频信号处理方法,提高微弱回波信号的信噪比,从而有效识别了回波信号中含有风速信息的频域幅值。结果表明,经过试验可得2 km内稳定的风速,精度可达0.1 m/s。 展开更多

关键词 激光测风雷达 相干 回波 输入功率 多普勒频移 频谱累计

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GEO与LEO间激光通信轨道特性仿真 被引量：4

12

作者 徐春凤 韩成 姜会林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期101-107,共7页

为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为±5×109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响... 为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为±5×109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿;提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响;太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程;GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。 展开更多

关键词 卫星间激光通信 多普勒频移 提前量 可通率

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环月-地面激光通信链路运动特性分析与设计

13

作者 李晓亮 刘荣科 +2 位作者 刘向南 周杨 赵卓 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期71-78,共8页

为了实现中国环月飞行器与地面站之间的高速激光通信,建立了环月-地面激光通信链路运动特性模型并进行了仿真分析。结果表明:利用地面站与环月飞行终端分别构建月地直接信息传输链路和月地中继信息传输链路时,喀什站的两种链路总可见时... 为了实现中国环月飞行器与地面站之间的高速激光通信,建立了环月-地面激光通信链路运动特性模型并进行了仿真分析。结果表明:利用地面站与环月飞行终端分别构建月地直接信息传输链路和月地中继信息传输链路时,喀什站的两种链路总可见时间比阿根廷站分别增加了约4.5%和6.5%,因此选取喀什站更有利于月地激光通信链路的构建;对于环月终端,其转动机构方位角范围-180°~+180°,俯仰角范围-19°~+89.7°,其最大提前指向角达18.2μrad;该月地激光链路的SEP(sun-earth-probe)角和SPE(sun-probe-earth)角近似呈周期性变化,每隔约15天出现一次最小值,因此激光终端设计时须考虑抗日光干扰;对于1550 nm激光载波的多普勒频移量为±1.28 GHz,多普勒频移变化率达1 MHz/s,因此激光通信体制的选择须考虑多普勒频移变化特性。根据链路仿真结果和功率预算给出了环月-地面激光通信链路的设计建议。研究结果可以为环月-地面激光通信链路的设计提供参考。 展开更多

关键词 月地激光通信 环月轨道 可见性 提前角 多普勒频移 链路特性 SEP角

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相干激光雷达平衡式相干探测技术研究 被引量：4

14

作者 刘兵 陶炜 +3 位作者 柯尊贵 冯力天 袁菲 李晓峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期46-49,共4页

为了分析影响平衡式相干探测信噪比的因素,采用数学模型推导了平衡式相干探测原理和信噪比公式,分析了影响平衡式相干探测信噪比的因素,研制了用于相干激光雷达信号接收的平衡式激光探测器,并通过相干雷达样机,完成了气溶胶粒子发生米... 为了分析影响平衡式相干探测信噪比的因素,采用数学模型推导了平衡式相干探测原理和信噪比公式,分析了影响平衡式相干探测信噪比的因素,研制了用于相干激光雷达信号接收的平衡式激光探测器,并通过相干雷达样机,完成了气溶胶粒子发生米氏散射回波信号的探测。结果表明,研制的平衡式激光探测器具有非常低的噪声和高探测灵敏度特性,能较好地探测出大气中气溶胶粒子发生米氏散射的激光回波信号。 展开更多

关键词 激光技术 探测器 平衡式相干探测 相干激光雷达 多普勒频移

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激光双截面转速波动法监测转轴动态扭矩 被引量：3

15

作者 刘彬 时培明 +2 位作者 赵武 韩东颖 蒋金水 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期113-117,共5页

基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速... 基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速度。测得相邻时刻两截面的瞬时转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,进而实现转轴动态扭矩的直接监测。实验验证了该方法的可行性。与传统方法相比,该方法实时性强,具有较宽的动态范围,对动态扭矩的识别值提高了5%-10%,反映了转轴扭矩波动的动态特性。 展开更多

关键词 测量 激光多普勒效应 多普勒频移 动态扭矩监测 转速波动

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低速/微振动测量实验中的激光多普勒频移计算机测量方法 被引量：4

16

作者 张淼 包一鸣 +2 位作者 李华 苗明川 郑明 《物理实验》 2008年第5期27-30,共4页

基于实验教学使用的迈克耳孙干涉仪开发出的低速/微振动测量实验系统,给出了一种激光多普勒频移的计算机自动测量方法,并通过大量的比较实验数据,验证了激光多普勒频移计算机自动测量方法的有效性.

关键词 激光多普勒效应 频移 光拍 迈克耳孙干涉仪

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相位调制激光雷达成像设计及仿真 被引量：3

17

作者 黄宇翔 张鸿翼 +2 位作者 李飞 徐卫明 胡以华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期33-38,共6页

逆合成孔径激光雷达(ISAL)相比逆合成孔径雷达(ISAR),其信号源具有更小的发散角,同分辨下具有更小的合成孔径累积角度的优点,从而获得关注。但是因为ISAL采用激光器为雷达信号源,而且激光雷达与微波雷达调制原理不同,导致在ISAR中主流... 逆合成孔径激光雷达(ISAL)相比逆合成孔径雷达(ISAR),其信号源具有更小的发散角,同分辨下具有更小的合成孔径累积角度的优点,从而获得关注。但是因为ISAL采用激光器为雷达信号源,而且激光雷达与微波雷达调制原理不同,导致在ISAR中主流的扩频方案如线性调频并不适用于真实的ISAL。为了获得高重复性的并且在极短时间内宽频的探测信号,采用了光通信中广泛使用的最长序列相位调制。在说明了其远场回波信号模型和对应的成像算法之后,指出了其与传统算法之间的区别。最后,使用由多个散射中心点组成的成像目标,进行了成像算法仿真和结果分析。仿真参数与成像结果表明:该方法为一种可采用的实时ISAL调制方法。 展开更多

关键词 激光遥感 逆合成孔径激光雷达 相位调制 多普勒频移

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二维计数跟踪型激光多普勒测速系统的智能化及其应用 被引量：3

18

作者 刘昌文 程文明 刘杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2002年第6期639-643,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 二维计数跟踪型激光多普勒测速系统 智能控制 频移档次 带宽

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声光器件的动态特性及其对激光测速的影响 被引量：1

19

作者 刘昌文 吴正 +2 位作者 罗诗金 刘杰 王仕康 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期449-452,共4页

在光电混合反馈激光测速系统(OEHF-LDA)和声光扫描激光测速系统(AOS-LDA)中,起光学频移作用的声光调制器和控制测量位置的声光偏转器均处于变频工作模式,因此声光器件的动态特性对系统的性能具有重要的影响。该文从理论分析、数值计算... 在光电混合反馈激光测速系统(OEHF-LDA)和声光扫描激光测速系统(AOS-LDA)中,起光学频移作用的声光调制器和控制测量位置的声光偏转器均处于变频工作模式,因此声光器件的动态特性对系统的性能具有重要的影响。该文从理论分析、数值计算和实验研究入手,具体讨论了声光器件的动态响应特性,它可用具有纯滞后的一阶非周期环节来表征,并深入分析了声光器件的滞后特性对变频光学频移LDA系统的影响,最后提出了对变频声光器件调节的基本要求。 展开更多

关键词 激光多普勒测速 声光扫描 光学频移

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油中悬浮粒子激光多普勒测速瞬时速度的分析 被引量：3

20

作者 陈彬 颜欢 刘阁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期141-148,共8页

二维频移激光多普勒测量油中悬浮粒子速度时,根据悬浮粒子通过针孔光阑时存在的四种不同情况,对原有激光多普勒测量悬浮粒子瞬时速度的方法进行了改进,提出一种悬浮粒子瞬时速度分析处理方法,利用该方法,对水平方管内的油中悬浮粒子的... 二维频移激光多普勒测量油中悬浮粒子速度时,根据悬浮粒子通过针孔光阑时存在的四种不同情况,对原有激光多普勒测量悬浮粒子瞬时速度的方法进行了改进,提出一种悬浮粒子瞬时速度分析处理方法,利用该方法,对水平方管内的油中悬浮粒子的瞬时速度进行了测量分析。结果表明:改进方法获取的悬浮粒子瞬时速度的稳定性较好,能够表征在一组粒子通过激光多普勒的针孔光阑的时间段内粒子组随着时间的变化趋势,提高了频移激光多普勒采样数据的利用效率,有利于进一步准确表征悬浮粒子在油液中二维瞬时速度的分布特征和运动轨迹,为激光多普勒实验测量中悬浮粒子瞬时速度的表征提供理论支撑。 展开更多

关键词 激光多普勒测速 悬浮粒子 瞬时速度 频移数据 针孔光阑

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