"
" %&’()
在激光的種類一定（即 *+一定），夾角 "一定時，多普勒頻差 "與粒子速度 %成正比。因此，若測出 "，就可定出粒子速度 "；若粒子與流體速度相同，則 %就是流體的運動速度。如果用一個光電倍增管接收粒子所散射的光，且對 、的散射光強(qiáng)振幅為 -,、-，散射光初相為聲 ,、，則光電陰極感受光的綜合光強(qiáng)經(jīng)簡化,可表示為：
-（ .） ,（-, /-）/ -,-0+’［". /（1 ,）］
光電陰極上引起的電流與正 -（ .）成正比，這樣陰極電流就有兩個分量：一是直流分量，正比于（- /- ）2；另一個是頻率為 "的交流分量，它即是所需的多普勒頻差信號。測出此交流分量,的頻率 "，即可定出流速 %。當(dāng)兩束激光相交時，在交點會形成一組平行的干涉面，相鄰兩個干涉面之間距離 (3為
(31 &2’()"( )
當(dāng)粒子以速度鈔垂直于干涉面運動穿過它們時，粒子就會散射出一亮一暗的光線，其亮暗交替的頻率為
% 2 (3
"
%&’() "
這就是說，粒子穿過干涉面時，散射光的脈動頻率就等于多普勒頻差 "。
（）激光測速儀光路
圖 4 15 1示出條紋型、后散身激光測速儀的典型光路，采有氬離子激光器，功率為 ,6 7 896&:。由測量放人的粒子通過激光條紋所需的飛過時間確定流速。在探測容積內(nèi)產(chǎn)生激光交叉干涉條紋。在轉(zhuǎn)子機(jī)匣上裝有光學(xué)窗口，激光沿徑向從窗口射人。自動定向平面鏡裝置可以調(diào)整聚焦光束的位置，確定進(jìn)入激光束的角分線，進(jìn)而能測出徑向速度分量。
沿周向測量線路分成 ,&&&個角向位置，每個位置均由電子角位移編碼器給定。在某一角向位置測量時，記錄微粒飛過條紋時間和轉(zhuǎn)子位置，并由微計算機(jī)處理。如果在不同軸向、徑向位置都進(jìn)行上述測定，就測出了流場。熒光屏顯示下列信息：工作狀態(tài)；葉片通道總平均速度分布；沿周向 ,&&&個周向位置測量速度分布直方圖。一般 "角的偏差為 &6 &;，條紋間距為 ,&6 9%<。視線模糊時，可以調(diào)整光束不同角度。
6壓氣機(jī)測量結(jié)果（,）跨聲速壓氣機(jī)流場測量試件為核心壓氣機(jī)的進(jìn)口轉(zhuǎn)子，進(jìn)口處葉尖半徑為 =9<<，轂 2尖比為 &6 5，轉(zhuǎn)子有 =個葉片，葉尖弦長 996 =<<，設(shè)計轉(zhuǎn)速 ,7,&&> 2 <()，葉尖速度為 97< 2 ’。
在葉片排的上、下游，采用組合探頭測量沿徑向的總壓、總溫和流動角。徑向靜壓采用楔形探針測量。上游位置 ,位于轉(zhuǎn)子上游的 ,個弦長處，下游位置 位于轉(zhuǎn)子下游 ,2弦長處。
在最大流量下，轉(zhuǎn)子壓比為 ,6 9?。質(zhì)量流量為 &4@A （2< •’），精確到 ,B。進(jìn)口相對馬赫數(shù) CD，在最大流量下，葉根處為 ,6 ,9、葉尖處為 ,6 E=。接近失速時，即進(jìn)入非穩(wěn)態(tài)工作 •,,4?•
圖 " "%激光測速儀光路圖時，轉(zhuǎn)子壓比為 &’ ((，質(zhì)量流量為 &)&*+ ,（ - •.），進(jìn)口相對馬赫數(shù) /0，葉根處為 &’ 12、葉尖處為 &’ 3。采用校準(zhǔn)孔板測量質(zhì)量流量。
對于接近失速點，相對馬赫數(shù) /0，的軸向速度分布，在距葉尖 &24葉高處的激光測量結(jié)果示于圖 " "3所示。由該圖可以看出，三維計算值與用激光測速儀的測量值在弓形激波系和人口位置處均吻合得很好。人口激波處出現(xiàn)跳躍是由于忽略粘性堵塞作用造成的。
圖 " "5示出距葉尖 &24葉高處，在 34弦長（通過人口激波）處 /0，的周向分布。在 /0，突然降低處，即接近中間區(qū)，激光測速儀測量法與三維計算法均良好地確定了激波位置。在激光測速儀中激波模糊，證明是由于放人粒子滯后引起的。
圖 " "2示出距葉尖 &24葉高處的激波結(jié)構(gòu)，并對比了相對馬赫數(shù) /06的測量值和計算值。激波由虛線表示。由圖看出三維計算值和激光測速儀測定值基本吻合，但離開激波時的相對馬赫數(shù) /06測量值高于計算值。在中間區(qū)人口激波處，總壓恢復(fù)系數(shù)測定值比計算值低 &’ 4。
（）風(fēng)扇流場三維動態(tài)測量應(yīng)用圖 " "(所示的光路。兩臺激光器都置于水平面內(nèi)，相互夾角為 。氦氖激光器光路里采用擴(kuò)束裝置以提高信噪比，其光軸垂直于入射窗口。
試驗中采用光學(xué)玻璃作窗口。添加的散射粒子采用水霧。為避免三路光信號的相互混雜，在每一路光信號接收器的入口處裝設(shè)高質(zhì)量單色濾光片。三路激光測速儀測出的速度需經(jīng)過三維坐標(biāo)變換才能轉(zhuǎn)換到指定的正交坐標(biāo)系。
中國航空網(wǎng) www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：飛機(jī)檢測與維修實用手冊 4(45)
