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LDV系統(tǒng)應(yīng)用分享：多相流測(cè)量
激光多普勒(LDV)的速度測(cè)量步驟通常包括兩部分，首先是在流場(chǎng)中散播示蹤粒子，然后是測(cè)量示蹤粒子的速度，這里的前提是假設(shè)示蹤粒子會(huì)真實(shí)地跟蹤流體運(yùn)動(dòng)。
然而，在某些情況下，流體的運(yùn)動(dòng)通過示蹤粒子代征，但我們也想知道流體中其他物體或顆粒的速度。接下來的挑戰(zhàn)是如何區(qū)分多普勒信號(hào)的來源：它是來自示蹤粒子還是流動(dòng)中的其他物體？在過去，各種各樣的技術(shù)已經(jīng)嘗試去做這種區(qū)分，如熒光標(biāo)記、測(cè)量光電倍增管電流以及速度binning功能。所有這些方法都存在各種各樣的缺點(diǎn)，而且不可靠。熒光標(biāo)記會(huì)產(chǎn)生低信噪比的弱信號(hào)，光電倍增管電流測(cè)量是不確定的，因?yàn)橐粋€(gè)小的緩慢移動(dòng)的示蹤粒子在流動(dòng)中會(huì)有類似于大的高速移動(dòng)物體的電流，速度binning也是不確定的，因?yàn)橐恍┦聚櫫Ｗ泳哂械退倩蜇?fù)的速度時(shí)，將無法區(qū)分流動(dòng)中的物體。
強(qiáng)度測(cè)量和標(biāo)記顯然是最好的替代方案，因?yàn)闊o論速度如何，示蹤粒子的散射強(qiáng)度總是比流體中其他較大的物體低。此外，也不需要使用昂貴的熒光粒子或其他特殊顆粒。
二維LDV系統(tǒng)被用來進(jìn)行一系列多相流測(cè)量，實(shí)驗(yàn)裝置是在含一個(gè)砂床的水槽中，示蹤粒子是10μm玻璃球。
LDV系統(tǒng)由LA6000-5W型氬離子激光器、FBL-2光纖分光器和TR260收發(fā)探頭組成。通過收發(fā)探頭采集散射光信號(hào)，發(fā)送到PDM1000-2光電轉(zhuǎn)換器，使用帶有FLOWSIZER軟件的FSA 3500-2信號(hào)處理器進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)分析。探頭設(shè)置在水槽外，垂直調(diào)節(jié)，允許在沙床以上的不同高度測(cè)量，如圖1所示。
圖2顯示了一個(gè)以含沙顆粒為泥沙相的水流的散射光強(qiáng)度直方圖。每個(gè)多普勒脈沖都由FSA信號(hào)處理器進(jìn)行分析，并標(biāo)記其強(qiáng)度(或振幅)，然后可以應(yīng)用Subrange來分離不同相的數(shù)據(jù)。
在這個(gè)應(yīng)用中，我們關(guān)注的是水槽流速的相位分離測(cè)量，TSI的專利強(qiáng)度標(biāo)記功能提供了一個(gè)魯棒的參數(shù)來分析這兩個(gè)不同相的流動(dòng)。
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