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多普勒測速系統(tǒng)原理:
從開過來的機(jī)車所聽到的聲波間的距離被壓縮了,就好像一個(gè)人正在關(guān)手風(fēng)琴。這個(gè)動(dòng)作的結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)明顯的較高的音調(diào)。當(dāng)火車離去時(shí),聲波傳播開來,就出現(xiàn)了較低的聲音--這種現(xiàn)象被稱為“多普勒”效應(yīng)。
檢查機(jī)動(dòng)車速度的雷達(dá)測速儀也是利用這種多普勒效應(yīng)。從測速儀里射出一束射線,射到汽車上再返回測速儀。測速儀里面的微型信息處理機(jī)把返回的波長與原波長進(jìn)行比較。返回波長越緊密,前進(jìn)的汽車速度也越快--那就證明駕駛員超速駕駛的可能性也越大。
激光多普勒測速儀是測量通過激光探頭的示蹤粒子的多普勒信號(hào),再根據(jù)速度與多普勒頻率的關(guān)系得到速度。由于是激光測量,對于流場沒有干擾,測速范圍寬,而且由于多普勒頻率與速度是線性關(guān)系,和該點(diǎn)的溫度,壓力沒有關(guān)系,是目前速度測量精度*高的儀器。
多普勒測速工作原理可以用干涉條紋來說明。當(dāng)聚焦透鏡把兩束入射光以某角會(huì)聚后,由干激光束良好的相干性,在會(huì)聚點(diǎn)上形成明暗相間的干涉條紋,條紋間隔正比干光波波長,而反比干半交角的正弦值。當(dāng)流體中的粒子從條紋區(qū)的方向經(jīng)過時(shí),會(huì)依次散射出光強(qiáng)隨時(shí)間變化的一列散射光波,稱為多普勒信號(hào)。這列光波強(qiáng)度變化的頻率稱為多普勒頻移。經(jīng)過條紋區(qū)粒子的速度愈高,多普勒頻移就愈高。將垂直于條紋方向上的粒子速度,除以條紋間隔,考慮到流體的折射率就能得到多普勒頻移與流體速度之間線性關(guān)系。多普勒測速系統(tǒng)就是利用速度與多譜勒頻移的線性關(guān)系來確定速度的。各個(gè)方向上的多普勒頻率的相位差和粒子的直徑成正比,利用監(jiān)測到的相位差可以來確定粒徑。
激光位移傳感器的應(yīng)用
1、尺寸測定:微小零件的位置識(shí)別;傳送帶上有無零件的監(jiān)測;材料重疊和覆蓋的探測;機(jī)械手位置(工具中心位置)的控制;器件狀態(tài)檢測;器件位置的探測(通過小孔);液位的監(jiān)測;厚度的測量;振動(dòng)分析;碰撞試驗(yàn)測量;汽車相關(guān)試驗(yàn)等。
2、金屬薄片和薄板的厚度測量:激光傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度。厚度的變化檢出可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋,小洞或者重疊,以避免機(jī)器發(fā)生故障。
3、氣缸筒的測量,同時(shí)測量:角度,長度,內(nèi)、外直徑偏心度,圓錐度,同心度以及表面輪廓。
4、長度的測量:將測量的組件放在位置的輸送帶上,激光傳感器檢測到該組件并與觸發(fā)的激光掃描儀同時(shí)進(jìn)行測量,最后得到組件的長度。
5、均勻度的檢查:在要測量的工件運(yùn)動(dòng)的傾斜方向一行放幾個(gè)激光傳感器,直接通過一個(gè)傳感器進(jìn)行度量值的輸出,另外也可以用一個(gè)軟件計(jì)算出度量值,并根據(jù)信號(hào)或數(shù)據(jù)讀出結(jié)果。
6、電子元件的檢查:用兩個(gè)激光掃描儀,將被測元件擺放在兩者之間,最后通過傳感器讀出數(shù)據(jù),從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。
7、生產(chǎn)線上灌裝級(jí)別的檢查:激光傳感器集成到灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中,當(dāng)灌裝產(chǎn)品經(jīng)過傳感器時(shí),就可以檢測到是否填充滿。傳感器用激光束反射表面的擴(kuò)展程序就能精確的識(shí)別灌裝產(chǎn)品填充是否合格以及產(chǎn)品的數(shù)量。