激光測(cè)距傳感器在測(cè)長(zhǎng)測(cè)速方案中的作用

激光測(cè)距傳感器在測(cè)長(zhǎng)測(cè)速方案中的作用

1.采用激光多普勒測(cè)長(zhǎng)原理

激光多普勒測(cè)速儀（LDV，Laser Doppler Velocimeter）是利用激光多普勒效應(yīng)的原理測(cè)量流體或固體運(yùn)動(dòng)速度的一種非接觸式測(cè)量?jī)x器。它利用流體中的示蹤粒子或固體表面的散射粒子對(duì)入射激光進(jìn)行散射，并利用光電探測(cè)器檢測(cè)此散射光發(fā)生的頻移，根據(jù)其中所包含的速度信息（粒子散射光的頻移與粒子速度呈嚴(yán)格的線性關(guān)系）得到流體或固體表面的運(yùn)動(dòng)速度。它可以通過(guò)控制入射光束夾角的大小**地控制被測(cè)空間大小，使光束在被測(cè)點(diǎn)聚集成為很小的探測(cè)區(qū)域，獲得極高的測(cè)量精度；而且從原理上講，LDV響應(yīng)沒(méi)有滯后現(xiàn)象，能跟得上快速變化的跳動(dòng)；它還可以實(shí)現(xiàn)一維、二維、三維的速度測(cè)量；從理論上看LDV輸出信號(hào)的頻率和速度成線性關(guān)系，它能覆蓋從每秒幾毫米到超音速很寬的速度范圍，并且測(cè)量過(guò)程中不受壓力、溫度、密度、粘度等外部環(huán)境因素的影響。

總的來(lái)說(shuō)，激光測(cè)速的主要優(yōu)點(diǎn)在于非接觸測(cè)量、線性特性、空間分辨率高、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和寬測(cè)量范圍。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，激光測(cè)速在測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性上都具有突出優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在LDV已成為科學(xué)研究和實(shí)際工程中測(cè)量固體表面運(yùn)動(dòng)速度和復(fù)雜流場(chǎng)流動(dòng)速度的一種有力手段。

多普勒頻差只與兩入射光的夾角、激光波長(zhǎng)和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，當(dāng)兩入射光相對(duì)被測(cè)量表面法線對(duì)稱分布時(shí)，有：

                             （1）

式中是光波的波長(zhǎng)；是入射光線與運(yùn)動(dòng)物體表面法線之間的夾角。故根據(jù)測(cè)得的多普勒頻差就可以求出被測(cè)表面的運(yùn)動(dòng)速度。

多普勒頻率與速度成正比，與相干條紋間距成反比：

                                         （2）

而長(zhǎng)度為速度的積分：

                                             （3）

因此，長(zhǎng)度的測(cè)量就可以變成為頻率的測(cè)量，我們用高速信號(hào)處理器，就可以測(cè)量出頻率，從而測(cè)量出物體的長(zhǎng)度。

2.激光多普勒測(cè)長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域

    IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x（非接觸長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x）適用于長(zhǎng)度尺寸要求**的應(yīng)用,可在惡劣環(huán)境中工作。本系列測(cè)量?jī)x使用CLASS 3R級(jí)二極管激光源在被測(cè)表面產(chǎn)生多普勒干涉條紋。接收光學(xué)器件接收反射的多普勒信號(hào)，并采用快速傅立葉變換、自相關(guān)及插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理。ZYT-LDV系列速度/長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x非常適合于快速或慢速連續(xù)移動(dòng)的產(chǎn)品的生產(chǎn)。其高精度的測(cè)量及無(wú)滑移性能也可用于對(duì)切斷長(zhǎng)度需精度控制的生產(chǎn)工藝中。 

IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x測(cè)量精度為0.05%，重復(fù)性0.02%，測(cè)量速率100次/秒，且無(wú)須校準(zhǔn)，測(cè)量不受物體材質(zhì)和顏色影響，安裝簡(jiǎn)易，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。