Доплеровские принципы

Принципы основаны на использование эффекта Доплера, заключаю-щегося в изменении частоты излучения при движении его источника или приемника. Относительное изменение частоты излучения пропорционально отношению измеряемой скорости к скорости распространения колебаний [3].

Достоинствами принципа является бесконтактность, высокая чувствительность и точность, возможность сканирования и измерения локальных скоростей отдельных частиц, возможность определять топографию поля скоростей сложных потоков.

Рис. 16.6. Схема доплеровского анемометра для измерения

скорости двухфазных потоков газ – твердые частицы

Излучение лазера 1 с помощью светоделителя и зеркала разделяется на два когерентных зондирующих световых луча 2 и 3 равной интенсивности, которые с помощью линзы 4 фокусируются в некотором элементарном объеме исследуемого потока 5 (рис. 16.6). На вход фотоприемника 6 (фотоэлектронного умножителя) поступают пространственно совмещенные световые волны, образованные в результате рассеивания частицами зондирующих лучей (первого и второго). С фотоприемника 6, сигнал через следящий частотный фильтр с частотным детектором 7 подается на интегрирующий цифровой вольтметр 8 и электронный вольтметр 9, первый из которых измеряет среднюю скорость частиц, а второй – среднее квадратичное значение пульсаций скорости частиц. Выходной сигнал наблюдается на экране светолучевого осциллографа 10.

Принцип ядерного гамма-резонанса (ЯГР) является разновидностью доплеровского принципа с использованием радиоактивного излучения. Принцип основан на явлении резонансного ядерного поглощения гамма-квантов в кристалле без отдачи энергии, получившим название эффекта Мессбауэра [3].

Источник гамма-излучения 1, содержащий мессбауэровский изотоп, расположен на одной стороне трубопровода, а на другой стороне установлены два детектора гамма-излучения 2 (рис. 16.7). Сигналы с детекторов через измерительное устройство 3 подаются на реверсивный счетчик 4, показания которого дают возможность определить значение и направление скорости жидкости.

Рис. 16.7. Схема измерения малых скоростей

на основе эффекта Мессбауэра