雷射流量計

雷射流量計

雷射流量計利用雷射的都卜勒效應製成的測速式流量計。

雷射流量計

正文

利用雷射的都卜勒效應製成的測速式流量計(見流量測量儀表)。當雷射光束照到運動的散射體上時,被運動散射體散射的雷射產生都卜勒頻移。頻移與散射粒子的運動速度成正比。由於頻移量與光頻相差約109 的量級,不能用儀器直接分辨,所以常採用外差技術,使散射光線與未經頻移光線形成差頻,採用平方律檢波器,選擇適當的平均時間來檢測出以差頻波動的合成光信號,即可根據差頻求出介質的流速。雷射流量計是70年代出現的新型流量計,它屬於非接觸式測量,速度快,精度高,測量範圍廣,抗光和電的干擾能力強(見雷射感測器)。雷射束還可沿管道移動聚焦,從而測出流速分布圖。
雷射流量計分為非自動對準式和自動對準式兩種。非自動對準式(圖1)的雷射器發出平行光束,經透鏡L1聚焦到被測流體區域。未被散射的光線經反射鏡到達分光鏡與散射光線混合後到達檢測器。這種設計的光學系統需要嚴格對準,使散射光線與未散射光線保持平行。自動對準式的設計(圖2)完全消除了兩束光線的嚴格對準問題。雷射器的輸出光線由透鏡 L1到達透鏡 L2,經 L2聚焦到達檢測區。在透鏡L2上放有一個有兩條狹縫的遮光板,由此得到兩條光線。由於它們經過同一透鏡聚焦,必然在同一焦點重合。這種系統總是完全對準的並能抗振。它的工作方式也有兩種:一種是由微粒散射的光從一束折向另一束並彼此干涉,即都卜勒式;另一種是微粒垂直通過一束干涉條紋以傳送光的波動,即條紋式。

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參考書目
張是勉、楊樹智編著:《自動檢測》,科學出版社,北京,1987。

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雷射流量計分為非自動對準式和自動對準式兩種。非自動對準式(圖1)的雷射器發出平行光束,經透鏡L1聚焦到被測流體區域。未被散射的光線經反射鏡到達分
光鏡與散射光線混合後到達檢測器。這種設計的光學系統需要嚴格對準,使散射光線與未散射光線保持平行。自動對準式的設計(圖2)完全消除了兩束光線的嚴格
對準問題。雷射器的輸出光線由透鏡L1到達透鏡L2,經
L2聚焦到達檢測區。在透鏡L2上放有一個有兩條狹縫的遮光板,由此得到兩條光線。由於它們經過同一透鏡聚焦,必然在同一焦點重合。這種系統總是完全對準
的並能抗振。它的工作方式也有兩種:一種是由微粒散射的光從一束折向另一束並彼此干涉,即都卜勒式;另一種是微粒垂直通過一束干涉條紋以傳送光的波動,即條紋式。

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