Новости

Для самых различных сфер науки и производства актуальны лазерные прецизионные бесконтактные доплеровские измерительные системы.

Дата публикации: 01/10/2009
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Рождение и развитие лазерных доплеровских измерительных систем (ЛДИС) связано с острейшей проблемой механики середины прошлого века - проблемой гидродинамической турбулентности.

Как известно, явления турбулентности ограничивают движения жидкостей и газов в трубопроводах, влияют на скорости самолетов, судов и подводных лодок, и в этом плане потребовались усилия многих научных коллективов, чтобы внести ясность в понимание статистики и механизмов зарождения турбулентности.

Хотя основные идеи лазерной доплеровской анемометрии хорошо разработаны и известны, эта доплеровская методика продолжает успешно развиваться, о чем свидетельствуют многочисленные публикации и международные конференции, такие, например, как "Оптические методы исследования потоков", организуемые Московским энергетическим институтом и СО РАН с периодичностью один раз в два года.

Среди новейших направлений развития ЛДИС можно отметить:
• доплеровскую визуализацию и количественную оценку поля скоростей;
• методы обработки доплеровского сигнала, основанные на оценках мгновенной частоты и следящей фильтрации;
• алгоритмы высокоточной обработки доплеровского сигнала по критерию достижения максимума функции правдоподобия доплеровской частоты.

Особо следует упомянуть возможность использования оптической обратной связи при создании ЛДИС на основе полупроводниковых лазеров.
Большое усиление этих лазеров позволяет разработать простые и малогабаритные ЛДИС, сверхчувствительные по отношению к рассеянному свету.

Анализ тенденций развития и применения лазерной доплеровской анемометрии показывает, что ее потенциал далеко не исчерпан.
Использование эффектов оптической обратной связи, световолоконной техники, частотной модуляции и новых (например, авторегрессионных методов оценки доплеровской частоты) обещает упростить, удешевить и повысить точность ЛДИС.

Одним из примеров успешного применения ЛДИС в промышленности могут быть их разработка и запуск Институтом автоматики и электрометрии СО РАН на новосибирском металлургическом заводе им. Кузьмина.
Использование этого прибора существенно снизило брак в трубопрокатном цехе, т. к. он позволил оператору редукционного стана регулировать режим его работы. Кроме того, уменьшились отходы металла, т.к. операция резки труб стала на порядок более точной.

Параллельно с решением задач фундаментальной и прикладной гидроаэродинамики область применений доплеровской анемометрии интенсивно расширяется в таких направлениях, как биофизика и медицина, диагностика энергетического оборудования и АСУТП.

С ее помощью уже в настоящее время успешно оцениваются параметры кровообращения, проводится диагностика сахарного диабета и глазных заболеваний.
В сочетании с бурно развивающейся лазерной томографией тканей человека доплеровская анемометрия позволяет получать количественную информацию о микроциркуляции крови. Более подробно материал В. С. Соболева по данной тематике будет опубликован во 2-ой части Сборника ЛАС «Как это было …».

Источник: «ЛазерИнформ», 2009, № 17-18, с.1-57 // www.cislaser.com

Статьи по теме:

страницы: 1