激光多普勒测速(LDV)是一种利用多普勒效应测量流体或气体流动方向和速度的最简单方法。该技术利用流体中的两束交叉激光束,通过分析由运动着的微粒产生的反射光的频率特性.将频率与流体的流速相比较,便可由多普勒效应获得测量结果。德国Dresden理工大学的科研人员利用含光纤端部探头和衍射光学元件的激光多普勒测速装置在世界上首次成功开发出一种基于激光多普勒方法的现场

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激光多普勒测速： 用光纤探头测量涡轮机叶端间隙 ●庞骐

激光多普勒测速 ( D L V)是一种利用多普勒效应测量流体或气体流动方向和速度的最简单方法。 该技术利用流体中的两束交叉激光束，通过分析由 运动着的微粒产生的反射光的频率特性 .将频率与流体的流速相比较 .便可由多普勒效应获得测量结 果。德国 Dedn理工大学的科研人员利用含光纤 rse

多普勒叶端间隙探头能同时提供高时间和高空间分辨率 .且无源柔性光纤测量头对温度变化和电干扰 不敏感。

实验装置 激光多普勒测量传感器由光学传感头、光源装置和探测装置 3部分构成 (参见图 1。光源装置含 ) 有波长分别为 6 0n和 8 0n的带有尾纤的激光 6 m 3 m

端部探头和衍射光学元件的激光多普勒测速装置在 世界上首次成功开发出一种基于激光多普勒方法的

现场测量涡轮机单个叶片端头间隙的技术，这种方法的测量精度比现有的电容法的测量精度至少高 2 倍多。 为减少流体的泄漏和提高涡轮机的效率 .必须使涡轮机转轮的叶片顶端与涡轮机壳体之间的间隙达到最小。如果温度和压力条件使涡轮机转轮与涡一 轮机壳体接触，其后果将是灾难性的，因此实时而

二极管和一个 2 l x光纤耦合器，通过一根长 2的 5m光纤插接光缆连接到光学传感头上。在光学传感头 中 .从光纤出射的扩展光束被准直 .然后用一块衍

精确地现场测量涡轮叶端的间隙非常必要，这在涡 轮机的设计中至关重要。虽然电容或电感传感器通 常都可以用来测量金属转轮叶端间隙，但只能提供中等速度的频率响应和 5 m的测量精度。虽然可 0用光学方法如三角测量法、飞行时间测量法和相干

光学层析术等测量陶瓷或塑料转轮的叶端间隙，但这些测量方法的瞬时分辨率会受最小曝光时间、探 测器帧速率和机械扫描速度等的限制。 冈 1在激光多普勒涡轮叶端间隙传感头的实验装置中。用

光纤插接光缆将光学传感头与光源装置和探测装置 连接起来。该传感头的尺寸为 2 0 mm￣ 2 mm× 0 8 5 4 mm。

与其他方法相比，这种新颖的基于 L V的激光 D