由于具有非接觸式測(cè)量、準(zhǔn)確度高和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),國(guó)際上普遍采用激光多普勒流速儀(LDV)作為空氣流速基準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)器,用于對(duì)其他流速儀進(jìn)行量值傳遞。在實(shí)際應(yīng)用中,條紋畸變是影響LDV測(cè)量精度的重要因素,已有的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)的階段,而LDV測(cè)量精度直接影響著空氣流速量值傳遞的可靠性。本文基于可調(diào)速轉(zhuǎn)盤(pán)裝置對(duì)LDV的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究,從根本上提高LDV的測(cè)量精度,為建立以LDV為標(biāo)準(zhǔn)器的空氣流速基準(zhǔn)提供穩(wěn)定可靠的技術(shù)基礎(chǔ)和量值傳遞依據(jù),完善空氣流速的量值傳遞與溯源體系,實(shí)現(xiàn)LDV的測(cè)量值向國(guó)際SI單位m和s的有效溯源。本文以建立的一套新型轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),就LDV的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究,裝置可適用于(0.2-25)m/s的速度范圍,其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.1%(k=2)。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)圍繞條紋畸變的主要成因,通過(guò)詳細(xì)的理論分析,揭示了條紋畸變影響LDV測(cè)量精度的機(jī)理,首次建立了高斯光束固有的傳播特性與干涉條紋分布之間的關(guān)系,并確定了影響干涉條紋分布的參數(shù)。(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得相關(guān)參數(shù),量化了綠光和紫光測(cè)量體中任意位置的干涉條紋間距及梯度分布,綠光和紫光測(cè)量體中歸一化的條紋梯度最大分別可達(dá)0.46%和0.60%。(3)設(shè)計(jì)了一套轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置,采用在玻璃轉(zhuǎn)盤(pán)上粘附散射粒子的方式來(lái)模擬流體中懸浮的示蹤粒子,可實(shí)現(xiàn)對(duì)LDV測(cè)量體中條紋間距的準(zhǔn)確測(cè)量。設(shè)計(jì)了校準(zhǔn)系統(tǒng)的方案,完成裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配件選型、軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)等工作。(4)利用轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置測(cè)量了不同波長(zhǎng)、不同焦距條件下的條紋間距及其分布情況,并與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較,綠光和紫光理論值與測(cè)量值的最大相對(duì)誤差分別為0.87%和0.78%,驗(yàn)證了LDV校準(zhǔn)方法,從根本上提高了LDV測(cè)量精度。(5)對(duì)裝置測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的不確定度分析。
【學(xué)位單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TH814.1
【部分圖文】：

中國(guó)計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文，與流體的溫度、壓力和密度測(cè)量精度最高的儀器，可達(dá)其它類(lèi)型空氣流速測(cè)量?jī)x器的國(guó)應(yīng)用物理技術(shù)研究院（PTB）家計(jì)量院（NMIJ）等多個(gè)國(guó)9 年起，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院（LDV 校準(zhǔn)方法的研究，建立了裝置。在此基礎(chǔ)上，于 2014，比對(duì)結(jié)果較好，驗(yàn)證了當(dāng)，為了進(jìn)一步提升空氣流速。

本課題的主要任務(wù)為研制一套新型轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置25）m/s 風(fēng)速范圍內(nèi) LDV 的校準(zhǔn)方法，從而提高 LD氣流速標(biāo)準(zhǔn)提供穩(wěn)定可靠的技術(shù)基礎(chǔ)和量值傳遞依遞與溯源體系，實(shí)現(xiàn) LDV 的測(cè)量值向國(guó)際 SI 單位米普勒測(cè)速基本原理及組成普勒測(cè)速原理的多普勒效應(yīng)一樣，光源與物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)光的多普勒效應(yīng)是激光多普勒測(cè)速技術(shù)的重要理論微粒散射光與入射光之間光波的頻移量來(lái)獲得速度止的光源到運(yùn)動(dòng)的微粒再到靜止的光檢測(cè)器這三者

中國(guó)計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文2sinD yf U fD為多普勒頻移，Uy為速度 U 在 y 軸的分量， 為入射光和散射角的半角， 為激光波長(zhǎng)。從式（1-1）中可以看出，只要確定夾，多普勒頻移 fD與速度 Uy就呈線性關(guān)系，則只需測(cè)得多普勒頻移被測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 焦正君;;劈尖干涉條紋間距的推導(dǎo)及應(yīng)用[J];物理教學(xué)探討;2007年21期

2 盧宗長(zhǎng);干涉條紋向哪一側(cè)彎曲[J];物理教師;1997年01期

3 ;科技熱詞[J];科學(xué)家;2017年10期

4 姚珍;鄧光峰;;光干涉甲烷測(cè)定器干涉條紋漂移及故障分析與處理[J];中國(guó)計(jì)量;2011年08期

5 閆海燕;;如何尋找干涉條紋及干涉條紋的調(diào)法[J];中國(guó)計(jì)量;2009年12期

6 柯紅衛(wèi);張寶穎;楊嘉;顧學(xué)文;劉文輝;;邁克耳孫干涉儀產(chǎn)生特殊干涉條紋的原因[J];物理實(shí)驗(yàn);2007年01期

7 蘇俊宏;長(zhǎng)度測(cè)量中干涉條紋的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究[J];光子學(xué)報(bào);2003年05期

8 方家美,梁志毅,王體輝;基于圖象亮度分布的環(huán)形干涉條紋判讀法[J];光子學(xué)報(bào);2003年09期

9 葛愛(ài)明,陳進(jìn)榜,陳磊,蔣秀蘭,傅云霞;量塊中心長(zhǎng)度絕對(duì)測(cè)量中干涉條紋的自動(dòng)判讀[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

10 張金平,郭慶林,孫國(guó)昌;用剪切干涉條紋測(cè)雙棱鏡的折射棱角[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 賀雨晨;劉建彬;徐卓;;二階干涉條紋的形成過(guò)程研究[A];第十七屆全國(guó)量子光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2016年

2 李浩然;蘇俊宏;葛愛(ài)明;楊利紅;;干涉條紋自動(dòng)判讀關(guān)鍵技術(shù)研究[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

3 石琦凱;鄧燕;柴立群;;多表面干涉條紋中相位信息的提取[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

4 任明善;朱長(zhǎng)純;;寬度與取向變化的干涉條紋計(jì)數(shù)技術(shù)研究[A];第四屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1991年

5 韓志剛;陳磊;趙兵;劉兆棟;;毛玻璃面形測(cè)量中干涉條紋對(duì)比度的研究[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

6 蘇章菲;陳友江;周志有;李君濤;孫世剛;;電化學(xué)原位紅外反射光譜中薄層電解池厚度的干涉條紋法研究[A];全國(guó)第13屆分子光譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2004年

7 莫衛(wèi)東;付振堂;張海防;張孟;范琦;馮明德;;干涉條紋密度的計(jì)算及應(yīng)用研究[A];第十四屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2012年

8 康建;何龍標(biāo);馮秀娟;楊平;;條紋畸變影響LDV法聲壓測(cè)量的初步研究[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2017年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2017年

9 唐晨;朱新軍;孫晨;閻海青;;電子散斑干涉條紋處理偏(常)微分方程方法的回顧及應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

10 張棟;徐文東;閆昱琪;;對(duì)大尺寸全息光柵曝光系統(tǒng)中干涉條紋鎖定技術(shù)的研究[A];第十六屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)交流會(huì)摘要集[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 柯志陽(yáng);清華尋貓記[N];中國(guó)圖書(shū)商報(bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馬冬晗;用于制作全息光柵的寬光束掃描曝光方法[D];清華大學(xué);2017年

2 段曉杰;基于光纖干涉條紋投射的結(jié)構(gòu)光三維形貌測(cè)量技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2013年

3 張超;光纖干涉條紋投射相位測(cè)量輪廓術(shù)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2012年

4 常素萍;基于白光干涉輪廓尺寸與形貌非接觸測(cè)量方法和系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2007年

5 彭仁軍;激光干涉成像技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2003年

6 馬亮;基于模塊化推掃式成像光譜儀的光譜校正與圖像配準(zhǔn)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

7 王雙;航空光纖壓力偏振低相干干涉解調(diào)的理論與方法研究[D];天津大學(xué);2014年

8 王懷穎;細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像處理中的應(yīng)用技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

9 張二峰;關(guān)聯(lián)成像的理論及應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

10 張羽;傅里葉望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)成像質(zhì)量影響因素研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 易軍高;基于激光干涉條紋的三維輪廓測(cè)量算法研究[D];電子科技大學(xué);2019年

2 劉子君;基于可調(diào)速轉(zhuǎn)盤(pán)裝置的激光多普勒流速儀校準(zhǔn)方法研究[D];中國(guó)計(jì)量大學(xué);2018年

3 闞凌志;嵌入式干涉條紋處理系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2018年

4 盧成健;橫向大剪切干涉測(cè)量二元?dú)怏w擴(kuò)散系數(shù)干涉條紋處理方法的研究[D];華中科技大學(xué);2017年

5 李洋;雙金屬層膜厚的差分SPR相位檢測(cè)法研究[D];天津大學(xué);2017年

6 魯楷鋒;基于激光干涉條紋的3D點(diǎn)云獲取技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2018年

7 石俊鋒;光纖F-P壓力傳感解調(diào)中的頻率漂移補(bǔ)償和距離拓展研究[D];天津大學(xué);2016年

8 金志德;多光束干涉條紋控制技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

9 曹洪端;基于干涉條紋形狀的二維角位移測(cè)量方法的研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2010年

10 鄭峰;基于相位解纏的激光等離子體沖擊波干涉條紋的圖像處理[D];南京理工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2831075