1842年奧地利人多普勒(J.C.Doppler)指出:當波源和觀察者彼此接近時,收到的頻率變高;而當波源和觀察者彼此遠離時,收到的頻率變低。這種現象稱為多普勒效應,可用于聲學、光學、雷達等與波動有關的學科。不過,應該指出,聲學多普勒效應與光學多普勒效應是有區別的。在聲波中,決定頻率變化的不僅是聲源與觀察者的相對運動,還要看兩者哪一個在運動。聲速與傳播介質有關,而光速不需要傳播介質,不論光源與觀察者彼此相對運動如何,光相對于光源或觀察者的速率相同。因此,光學多普勒效應有更好的實用價值。1960年代初激光技術興起,由于激光優良的單色性和定向性及高強度,激光多普勒效應可以用來進行精密測量.1964年兩個英國人Yeh和Cummins用激光流速計測量了層流管流分布,開創激光多普勒測速技術。激光多普勒測速儀(laser Doppler velocimeter,LDV),是利用激光多普勒效應來測量流體或固體速度的一種儀器。由于它大多用于流體測量方面,因此也被稱為激光多普勒風速儀(laser Doppler anemometer,LDA)。也有稱做激光測速儀或激流速儀(laser velocimeter,LV)的。1970年代便有產品上市,1980年代中期隨著微棒束間流等各復雜流動領域取得了豐碩的成果。激光測速在涉及流體測量方面,已成為產品研發不可或缺的手段。
一、實驗內容
1.學習理解激光多普勒效應;
2.搭建雙光束LDV測速光路,理解其工作原理;
3.了解計數器式信號處理器的激光多普勒測速儀的工作原理;
4.掌握一維流場流速測量技術。
5.液體,氣體、固體速度場測量。
6.擴展實驗:將發射部分和接收部分可做成兩個整體,直接放在實驗臺上,可用于科研和創新設計性實驗上使用。