/5 
'
/:/ 
9 
1
_4
284
Г
Рис. 9.18. Схема лазерного доплеровского измерителя — скорости — движения
жидкости:
1 — лазер; 2 -- делительная призма; 3 — нейтральный фильтр; 4 и 8 — опорные лучи; 5 —
рабочий луч; 6 — линза; 7 — лоток (вид сверху); 9 — диафрагмы; 10 — фотоэлектроумно-
житель (ФЭУ); 11 — выход.
Р
в точке потока а, скорость движения жидкости в которой необ-
ходимо определить. Жидкость движется в лотке 7 с прозрачны-
ми боковыми стенками (чтобы проходил лазерный луч). Луч 4
называется опорным, луч 5 — рабочим. Пересечение лучей в
точке а создает малый объем, чувствительный к доплеровскому
эффекту. Чтобы оптимизировать качество доплеровского сигна-
ла, который проходит через диафрагмы 9 и воспринимается фо-
тоэлектроумножителем (ФЭУ) 10, интенсивность опорного луча
уменьшается с помощью нейтрального фильтра 3. В ФЭУ рас-
сеянный луч с доплеровским сдвигом преобразуется в электри-
ческие импульсы.
Объем, в котором пересекаются лучи, порядка 10-3 мм. Час-
тица в жидкости, попадающая в этот объем, является причиной
доплеровского сдвига рабочего луча 5. Измеряемая компонента
скорости в проекции на направление (/;—1о) может быть опре-
делена из формулы (2.29). Так как модуль вектора
—> 
—> 
‚
|1, — 10 == 2 5 
(0/2),
где @ — угол между опорным и рабочим лучами (рис. 2.18), то
выражение (2.29) можно представить в скалярной форме:
Гд== [и 2 5 (0/2)] сов а/Й,
— 
— о—
где а — угол между вектором скорости и и направлением (15——10); # — модуль
скорости.
Из этой зависимости следует
и со$ а== [ А2 в 
(9/2) = /М/дл т (0/2), 
(2.30)
где л — показатель преломления жидкости; Й„о—ДЛИНЕі волны лазерного луча
в вакууме (/о==л).).
Величина 
[„ измеряется. 
Постоянные 
@, Х, л известны.
Таким образом, этот способ дает возможность измерить компо-
ненту скорости в направлении (1—{1о).
На ФЭУ попадает амплитудно-модулированный оптический
сигнал с частотой модуляции [,. Поскольку при турбулентном
режиме движения жидкости скорость 
в 
точке пульсирует, то
фактический сигнал имеет спектр частот. На расширение спект-
5* 
67