1842年奥地利人多普勒(J.C.Doppler)指出:当波源和观察者彼此接近时,收到的频率变高;而当波源和观察者彼此远离时,收到的频率变低。这种现象称为多普勒效应,可用于声学、光学、雷达等与波动有关的学科。不过,应该指出,声学多普勒效应与光学多普勒效应是有区别的。在声波中,决定频率变化的不仅是声源与观察者的相对运动,还要看两者哪一个在运动。声速与传播介质有关,而光速不需要传播介质,不论光源与观察者彼此相对运动如何,光相对于光源或观察者的速率相同。因此,光学多普勒效应有更好的实用价值。1960年代初激光技术兴起,由于激光优良的单色性和定向性及高强度,激光多普勒效应可以用来进行精密测量.1964年两个英国人Yeh和Cummins用激光流速计测量了层流管流分布,开创激光多普勒测速技术。激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV),是利用激光多普勒效应来测量流体或固体速度的一种仪器。由于它大多用于流体测量方面,因此也被称为激光多普勒风速仪(laser Doppler anemometer,LDA)。也有称做激光测速仪或激流速仪(laser velocimeter,LV)的。1970年代便有产品上市,1980年代中期随着微棒束间流等各复杂流动领域取得了丰硕的成果。激光测速在涉及流体测量方面,已成为产品研发不可或缺的手段。
一、实验内容
1.学习理解激光多普勒效应;
2.搭建双光束LDV测速光路,理解其工作原理;
3.了解计数器式信号处理器的激光多普勒测速仪的工作原理;
4.掌握一维流场流速测量技术。
5.液体,气体、固体速度场测量。
6.扩展实验:将发射部分和接收部分可做成两个整体,直接放在实验台上,可用于科研和创新设计性实验上使用。