激光多普勒测速教学实验之一 双光束LDV测速原理及线性特性的实验验证

发布时间:2026-04-11 11:45:21 作者:北京飞骊佳科技服务有限公司 来源:本站 浏览量(21) 点赞(4)

1.      概述

 

双光束LDV是目前最普遍使用的光路。它的光学特点是两束平行激光束聚后相交所形成的交点,其光强分布形态为一个椭球体(称为控制体)中存在着一组干涉条纹,当运动微粒通过交点时,就会向四周发射散射光。散射光的频率、光强、周期数等均与粒子的大小、运动速度和方向等有关,本实验仅实验验证其最重要的性能,即频率与速度的线性特性,这是其它流速测量技术所难以企及的。

    双光束LDV控制体的基本参数如下图所示:

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                    1. 双光束LDV控制体参数

 

实验共分为两部分:A. 观察控制体中的干涉条纹

                 B. 测量一个旋转圆盘的线速度,并与其它测速方法结果相比较

 

2.       实验装置和步骤

A.      2 是双光束LDV干涉条纹观察装置,将一个高倍放大镜放置在双光束交点处,在远处放置一黑色屏幕,在屏幕上显示一组干涉条纹,可以将干涉条纹图形拍摄下来,与理论计算结果相比较。

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      2. 双光束LDV控制体干涉条纹观察装置

 

B.      旋转圆盘的线速度测量装置

3 是一套旋转圆盘线速度测量装置,由一维双光束发射光单元、接收光单元和一旋转光碟所组成。光碟由直流电机带动,旋转速度可以调节。当旋转速度固定时,其线速度与测量处半径成线性关系(Ux = 2pR。由此可以得到如图4 所示的LDV线性特性。也可以与已有速速测量方法,如光电法相比较。

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3. 测量校准圆盘线速度的一维LDV装置

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4.  LDV的线性特性与频率—速度关系式

 

3.       实验报告要求

A.      观察并记录双光束LDV的干涉条纹图形,与理论技术结果相比较

B.      测量旋转圆盘(本实验中为光碟)在固定旋转速度下,线速度随测量点半径的变化关系,记录其频率(速度),验证速度与半径的线性特性,也可以同其它速度测量方法相比较。

 


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