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测长测速方案

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测长方案
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1.采用激光多普勒测长原理

激光多普勒测速仪(LDV,Laser Doppler Velocimeter)是利用激光多普勒效应的原理测量流体或固体运动速度的一种非接触式测量仪器。它利用流体中的示踪粒子或固体表面的散射粒子对入射激光进行散射,并利用光电探测器检测此散射光发生的频移,根据其中所包含的速度信息(粒子散射光的频移与粒子速度呈严格的线性关系)得到流体或固体表面的运动速度。它可以通过控制入射光束夹角的大小精确地控制被测空间大小,使光束在被测点聚集成为很小的探测区域,获得极高的测量精度;而且从原理上讲,LDV响应没有滞后现象,能跟得上快速变化的跳动;它还可以实现一维、二维、三维的速度测量;从理论上看LDV输出信号的频率和速度成线性关系,它能覆盖从每秒几毫米到超音速很宽的速度范围,并且测量过程中不受压力、温度、密度、粘度等外部环境因素的影响。

总的来说,激光测速的主要优点在于非接触测量、线性特性、空间分辨率高、快速动态响应和宽测量范围。随着电子技术的发展,激光测速在测量精度和实时性上都具有突出优点。现在LDV已成为科学研究和实际工程中测量固体表面运动速度和复杂流场流动速度的一种有力手段。

多普勒频差只与两入射光的夹角、激光波长和物体运动的速度有关,当两入射光相对被测量表面法线对称分布时,有:

                             (1

式中是光波的波长;是入射光线与运动物体表面法线之间的夹角。故根据测得的多普勒频差就可以求出被测表面的运动速度。

多普勒频率与速度成正比,与相干条纹间距成反比:

                                         2

而长度为速度的积分:

                                             3

因此,长度的测量就可以变成为频率的测量,我们用高速信号处理器,就可以测量出频率,从而测量出物体的长度。

2.激光多普勒测长优点和应用领域

    IGE-LDV系列非接触式激光速度/长度测量仪(非接触长度测量仪)适用于长度尺寸要求精确的应用,可在恶劣环境中工作。本系列测量仪使用CLASS 3R级二极管激光源在被测表面产生多普勒干涉条纹。接收光学器件接收反射的多普勒信号,并采用快速傅立叶变换、自相关及插补技术进行信号处理。ZYT-LDV系列速度/长度测量仪非常适合于快速或慢速连续移动的产品的生产。其高精度的测量及无滑移性能也可用于对切断长度需精度控制的生产工艺中。 

IGE-LDV系列非接触式激光速度/长度测量仪测量精度为0.05%,重复性0.02%,测量速率100次/秒,且无须校准,测量不受物体材质和颜色影响,安装简易,经济节约。

由于上述特点,该测速测长仪被广泛应用于以下领域:

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