DE102005042954B4 - Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows - Google Patents
Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005042954B4 DE102005042954B4 DE200510042954 DE102005042954A DE102005042954B4 DE 102005042954 B4 DE102005042954 B4 DE 102005042954B4 DE 200510042954 DE200510042954 DE 200510042954 DE 102005042954 A DE102005042954 A DE 102005042954A DE 102005042954 B4 DE102005042954 B4 DE 102005042954B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- unit
- interference fringe
- velocity
- optics
- fringe systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 60
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000004599 local-density approximation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 57
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 54
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 24
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims description 3
- 241001136792 Alle Species 0.000 description 5
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 4
- 210000000554 iris Anatomy 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 206010052128 Glare Diseases 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000008081 blood perfusion Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000541 pulsatile effect Effects 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 210000002023 somite Anatomy 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000000827 velocimetry Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/26—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting optical wave
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Vorrichtung
zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von beliebig gerichteten
Strömungen
nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie mit jeweils zwei überlagerten,
fächerförmigen Interferenzstreifensystemen
(611, 612; 621, 622), die physikalisch unterscheidbar sind, wobei
zwei Sendeoptiken (91, 92) vorgesehen sind, denen jeweils linear
beabstandet auf ihrer optischen Achse (22, 25) ein aus zwei überlagerten
Interferenzstreifensystemen (611, 612; 621, 622) bestehendes Messvolumen
(6,7) zugeordnet ist, in dem über
eine Empfangsoptik (4) und eine nachgeschaltete Demultiplexingeinheit
(32) aus dem Streulicht von Teilchen (23) mittels einer Auswerteeinheit
(5) zur Signalverarbeitung von Burstsignalpaaren eine Achsenposition
und eine positionszugehörige
Lateralgeschwindigkeitskomponente des Teilchens (23) ermittelbar
sind, und wobei die beiden Sendeoptiken (91, 92) bezüglich ihrer
optischen Achsen (22, 25) geneigt zueinander angeordnet sind, deren
Messvolumen (6, 7) zu einem Schnittmessbereich (8) in einem vorgegebenen XYZ-Koordinatensystem überlagert
sind,
– wobei
die eine Empfangsoptik (4) im Raum um den Schnittmessbereich (8)
angeordnet ist, der die den Sendeoptiken (91, 92) zugeordnete Demultiplexingeinheit...Device for determining velocity profiles of randomly directed flows according to the principle of laser Doppler anemometry, each having two superposed, fan-shaped interference fringe systems (611, 612, 621, 622) which are physically distinguishable, two transmitting optics (91, 92) being provided , which each linearly spaced on its optical axis (22, 25) is assigned a consisting of two superimposed interference fringe systems (611, 612; 621, 622) measuring volume (6,7) in which a receiving optical system (4) and a downstream demultiplexing (32) from the scattered light of particles (23) by means of an evaluation unit (5) for signal processing of burst signal pairs an axis position and a position-related lateral velocity component of the particle (23) can be determined, and wherein the two transmitting optics (91, 92) with respect to their optical axes ( 22, 25) are arranged inclined to each other, the measuring volume (6, 7) to a Sc measuring range (8) are superposed in a given XYZ coordinate system,
- Wherein the one receiving optical system (4) in the space around the cutting measuring area (8) is arranged, which the the transmitting optics (91, 92) associated demultiplexing unit ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von beliebig gerichteten Strömungen nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie.The The invention relates to an apparatus and a method for determination of velocity profiles of arbitrarily directed flows the principle of laser Doppler anemometry.
Die herkömmliche Geschwindigkeitsmessung nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) basiert auf Lichtstreuung von in einer Strömung mitgeführten Teilchen an einem Interferenzstreifensystem, das sich im Schnittvolumen zweier sich kreuzender, kohärenter Laserstrahlen mit möglichst parallelen Interferenzstreifen, d.h. mit möglichst konstantem Streifenabstand ausbildet. Dabei wird im einfachsten Fall zweier sich kreuzender Laserstrahlen nur eine Lateralkomponente Vx der Geschwindigkeit in x-Richtung eines vorgegebenen xyz-Koordinatensystems mit einem Sensorkopf registriert, wobei die Lateralkomponente Vx senkrecht zur optischen Achse, die die vorgegebene z-Achse darstellt, d.h. der Winkelhalbierenden der beiden Laserstrahlen, liegt. Dabei ist die Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) auf eindimensionale Strömungen, d.h. laminare Strömungen oder schwach turbulente Strömungen mit einer Hauptströmungsrichtung beschränkt.Conventional speed measurement according to the principle of laser Doppler anemometry (LDA) is based on light scattering of particles entrained in a flow on an interference fringe system, which is formed in the intersection volume of two intersecting, coherent laser beams with as parallel interference fringes as possible, ie with as constant a fringe spacing as possible. In the simplest case of two crossing laser beams, only one lateral component V x of the velocity in the x-direction of a given xyz coordinate system with a sensor head is registered, the lateral component V x perpendicular to the optical axis representing the predetermined z-axis, ie Bisector of the two laser beams, is located. The laser Doppler anemometry (LDA) is limited to one-dimensional flows, ie laminar flows or weakly turbulent flows with a main flow direction.
Ein Problem besteht darin, dass komplizierte Strömungsfelder mit dieser herkömmlichen Geschwindigkeitsmessung nur mit einem hohen Aufwand ermittelt werden können. Dabei erfolgt eine quasi-punktförmige Messung, wobei eine mechanische Traversierung erforderlich ist, um Geschwindigkeitsprofile zu bestimmen.One Problem is that complicated flow fields with this conventional Speed measurement can only be determined with great effort can. This is a quasi-point-like Measurement, where mechanical traversal is required, to determine speed profiles.
Es
ist eine weitere Vorrichtung zur optischen Bestimmung von Partikelgeschwindigkeiten
in der Druckschrift
Das Verfahren basiert auf der Laser-Doppler-Anemometrie zur Messung von (mindestens) zwei Geschwindigkeitskomponenten mittels zweier gekreuzter Beugungsgitter basiert. Es werden zwei Interferenzstreifensysteme mit nahezu parallelen, parabelförmigen Interferenzstreifen gekreuzt, wobei jedes Streifensystem eine Geschwindigkeitskomponente misst.The Method based on laser Doppler anemometry for measurement of (at least) two velocity components by means of two crossed diffraction grating based. There are two interference fringe systems with almost parallel, parabolic Interference fringes crossed, each stripe system being a velocity component measures.
Ein Problem besteht darin, dass eine Ortsinformation X0, Y0 über ein Partikel innerhalb des Messvolumens nicht erhalten wird. Die Messung ist demnach zwei- bzw. dreikomponentig (2C/3C) und quasi-punktförmig (0D), d.h.: 0D2C bzw. 0D3C.One problem is that location information X 0 , Y 0 about a particle within the measurement volume is not obtained. The measurement is thus two- or three-component (2C / 3C) and quasi-point (0D), ie: 0D2C or 0D3C.
Ein
anderes Verfahren zur gleichzeitigen Messung dreier Geschwindigkeits-Komponenten
mit Methoden der Laser-Doppler-Anemometrie
unter Verwendung zweier kontinuierlich emittierender Laser zur Erzeugung
von drei verschiedenfarbigen Interferenzstreifensystemen in einem
Messvolumen ist in der Druckschrift
Dabei wird
- – das von einem ersten Laser emittierte Licht in zwei Teilstrahlen aufgeteilt,
- – der eine Teilstrahl zur Erzeugung zweier verschiedenfarbiger Interferenzstreifensysteme im Messvolumen verwendet wird,
- – der andere Teilstrahl zum Pumpen des zweiten Lasers verwendet wird, und
- – das von dem zweiten Laser emittierte Licht zur Erzeugung des dritten Interferenzstreifensystems im Messvolumen verwendet wird.
- The light emitted by a first laser is divided into two partial beams,
- A partial beam is used to generate two differently colored interference fringe systems in the measuring volume,
- - The other partial beam is used to pump the second laser, and
- - The light emitted by the second laser light is used to generate the third interference fringe system in the measuring volume.
In dem Laser-Doppler-Anemometer werden ebenfalls drei möglichst parallele Interferenzstreifensysteme orthogonal (bzw. „unter einem großem Winkel") überlagert, um damit alle drei Geschwindigkeitskomponenten zu messen. Zur Unterscheidung der Interferenzstreifensysteme werden verschiedene Wellenlängen verwendet (Wellenlängen-Multiplexing-WDM). Das Verfahren besteht in der Nutzung eines Zweiwellenlängen-Argon-Ionen-Lasers, dessen zwei Wellenlängen zur Erzeugung der ersten beiden Streifensysteme genutzt werden, und dessen eine der Wellenlängen weiterhin genutzt wird, um einen Farbstofflaser zu pumpen, der eine neue Wellenlänge ausstrahlt, die zur Erzeugung des dritten Streifensystems genutzt wird.In the laser Doppler anemometer, three parallel interference fringe systems are also superimposed orthogonally (or "at a large angle") in order to measure all three velocity components. The method consists in the use of a two-wavelength gen-argon ion laser, whose two wavelengths are used to produce the first two stripe systems, and one of the wavelengths continues to be used to pump a dye laser emitting a new wavelength, which is used to generate the third stripe system.
Ein Problem besteht darin, dass eine Ortsinformation X0, Y0 für die Partikel wird nicht erhalten wird, weil das Verfahren quasi-punktförmig (0D3C) misst.One problem is that location information X 0 , Y 0 for the particles is not obtained because the method measures quasi-point (0D3C).
Ein
Verfahren zur Messung der Strömungsvektoren
in Gasströmungen
durch Ermittlung zweier Komponenten und eines Winkels des Geschwindigkeitsvektors
von in der Strömung
enthaltenen Teilchen ist in der Druckschrift
Bei dem Verfahren handelt es sich nicht um ein Laser-Doppler-Anemometer, sondern um die Kombination zweier anderer, bekannter Verfahren zur dreikomponentigen Strömungsgeschwindigkeitsmessung: Das Laser-Zwei-Fokus-Verfahren (L2F) und die Doppler-Global-Velocimetry (DGV). Das L2F-Verfahren verwendet anstatt des Interferenzstreifensystems bei der Laser-Doppler-Anemometrie zwei parallele, fokussierte Laserstrahlen zur Geschwindigkeitsmessung mittels Start-Stop-Pulse. Eine L2F-Einheit kann eine Geschwindigkeitskomponente messen, durch Rotation der Anordnung kann die zweite Komponente bestimmt werden. Die dritte (axiale) Komponente wird durch eine spektroskopische Auswertung gemäß dem DGV-Verfahren gewonnen.at the procedure is not a laser Doppler anemometer but the combination Two other known methods for three-component flow velocity measurement: The Laser Two-Focus Method (L2F) and the Doppler Global Velocimetry (DGV). The L2F method used instead of the interference fringe system in laser Doppler anemometry two parallel, focused laser beams for speed measurement by means of start-stop pulses. An L2F unit can be a speed component By rotation of the arrangement, the second component can be measured be determined. The third (axial) component is replaced by a spectroscopic evaluation according to the DGV method won.
Ein Problem besteht darin, dass auch bei diesem Verfahren keine Ortsinformation X0, Y0 erhalten wird; das Verfahren misst also auch quasi-punktförmig (0D3C).A problem is that also in this method, no location information X 0 , Y 0 is obtained; the method also measures quasi-point (0D3C).
Um das Geschwindigkeitsprofil komplizierter Strömungsfelder mit schrägen Teilchentrajektorien zu ermitteln, ist die Messung aller drei Geschwindigkeitskomponenten eines Teilchens in der Druckschrift:
- 1) A miniature laser-Doppler velocimeter for simultaneous three-velocity component measurements, Meas. Sci. Technol. 15, S. 2075–2082, 2004
- 1) A miniature laser Doppler velocimeter for simultaneous three-velocity component measurements, Meas. Sci. Technol. 15, pp. 2075-2082, 2004
Ein Problem besteht darin, dass für die Bestimmung der Axialgeschwindigkeitskomponente ein zweiter optischer Zugang für die Sendeoptik erforderlich ist.One Problem is that for the determination of the Axialgeschwindigkeitskomponente a second optical Access for the transmission optics is required.
In den Druckschriften:
- 2) Measurement of the velocity of blood flow in vivo using a fiber optic catheter and optical mixing spectroscopy, Appl. Opt. 14, S. 189–196, 1975;
- 3) Optical-fiber laser Doppler velocimeter for highresolution measurement of pulsatile blood flows, Appl. Opt. 21, S. 1785–1790, 1982 und
- 4) Self-mixing laser-Doppler velocimetry of liquid flow and blood perfusion in tissue, Appl. Opt. 31, S. 5844, 1992
- 2) Measurement of the velocity of blood flow in vivo using a fiber optic catheter and optical mixing spectroscopy, Appl. Opt. 14, pp. 189-196, 1975;
- 3) Optical fiber laser Doppler velocimeter for highresolution measurement of pulsatile blood flows, Appl. Opt. 21, pp 1785-1790, 1982 and
- 4) Self-mixing laser Doppler velocimetry of liquid flow and blood perfusion in tissue, Appl. Opt. 31, p. 5844, 1992
Ein Problem der genannten Verfahren besteht darin, dass sie mit einem hohen Bauelemente- und Kostenaufwand verbunden sind. Weil auch hier nur eine punktförmige Messung vorgesehen ist, ist eine mechanische Traversierung notwendig.One Problem of the mentioned method is that they are with a high component and cost associated. Because here too only a punctiform Measurement is provided, a mechanical traversal is necessary.
Ein Laser-Doppler-Geschwindigkeitsprofilsensor zur Messung einer ersten Lateralgeschwindigkeitskomponente vx und der Axialposition z, d.h. zur Linienmessung von vx(z), ist in den Druckschriften:
- 5) Monochromatic heterodyne fiber-optic profile sensor for spatially resolved velocity measurements with frequency division multiplexing, Applied Optics Vol. 44, No. 13, S. 2501–2510, 2005;
- 6) Laser Doppler velocity profile sensor with submicrometer spatial resolution that employs fiber-optics and a diffractive lens, Applied Optics Vol. 44, No. 12, S. 2274–2280, 2005;
- 7) Fiber-optic distributed velocity sensor for precision measurements in microscopic and macroscopic flaws, Proc. 8th International Symposium on Laser Metrology, Beitrag 030, Merida/Mexiko, 14.–18. Feb. 2005;
- 8) Highly Spatial Resolved Measurements of Turbulent Boundary Layers by a Laser Doppler Velocity Profile Sensor, 12th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid mechanics, paper 22.4, 12.–15. Juli 2004, Lissabon/Portugal;
- 9) Ortsaufgelöste Laser-Doppler-Geschwindigkeitsprofilmessung von Grenzschichtströmungen, Technisches Messen Vol. 70, Issue 02, S. 59, 2003 und
- 10) Boundary layer velocity measurements by a laser Doppler profile sensor with micrometre spatial resolution, Meas. Sci. Technol. 13, S. 1979–1989, 2002
- 5) Monochromatic heterodyne fiber-optic profile sensor for spatially resolved velocity measurements with frequency division multiplexing, Applied Optics Vol. 13, pp. 2501-2510, 2005;
- 6) Laser Doppler velocity profile sensor with submicrometer spatial resolution that employs fiber optics and a diffractive lens, Applied Optics Vol. 12, pp. 2274-2280, 2005;
- 7) Fiber-optic distributed velocity sensor for precision measurements in microscopic and macroscopic flaws, Proc. 8 th International Symposium on Laser Metrology, Entry 030, Merida / Mexico, 14.-18. Feb. 2005;
- 8) Highly Spatially Resolved Measurements of Turbulent Boundary Layers by a Laser Doppler Velocity Profile Sensor, 12th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid mechanics, paper 22.4, 12.-15. July 2004, Lisbon / Portugal;
- 9) Spatially resolved laser Doppler velocity profile measurement of boundary layer flows, Technical Measurement Vol. 70, Issue 02, p. 59, 2003 and
- 10) Boundary layer velocity measurements by a laser Doppler profile sensor with micrometre spatial resolution, Meas. Sci. Technol. 13, pp. 1979-1989, 2002
Ein Problem besteht darin, dass die Auswerteeinheit derart aufgebaut ist, dass nur Geschwindigkeitsprofile erhalten werden können, wenn die Trajektorien der Teilchen senkrecht zur optischen Achse des Liniensensors gerichtet sind. Eine mehrdimensionale Bestimmung erfordert Umbauten, einen hohen Justageaufwand und einen weiteren (senkrechten) optischen Zugang.One The problem is that the evaluation unit is constructed in this way is that only speed profiles can be obtained if the trajectories of the particles perpendicular to the optical axis of the line sensor are directed. A multi-dimensional determination requires reconstructions, a high adjustment effort and another (vertical) optical Access.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von Teilchen in beliebig gerichteten Strömungen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass das Geschwindigkeitsprofil in Form eines flächenhaften und dreigeschwindigkeitskomponentigen Bildes der vorhandenen Strömung ausreichend präzis und umfassend ohne mechanische Justierung angegeben werden kann. Außerdem soll die Auswertung einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Von den sich in der Strömung bewegenden Teilchen soll auch die Richtung ihrer Bewegung festgestellt werden können.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus for the determination of velocity profiles of particles in arbitrary directed currents specify that are designed so that the speed profile in the form of a planar and three-speed component image of the existing flow sufficient accurate and can be specified comprehensively without mechanical adjustment. Furthermore the evaluation should be simple and inexpensive. From oneself in the flow Moving particles should also determine the direction of their movement can be.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst.The Invention is solved by the features of claims 1 and 13.
Die Vorrichtung zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von beliebig gerichteten Strömungen ist gemäß dem Patentanspruch 1 nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie mit jeweils zwei überlagerten, fächerförmigen Interferenzstreifensystemen versehen, die physikalisch unterscheidbar sind, wobei zwei Sendeoptiken vorgesehen sind, denen jeweils linear beabstandet auf ihrer optischen Achse ein aus zwei überlagerten Interferenzstreifensystemen bestehendes Messvolumen zugeordnet ist, in dem über eine Empfangsoptik und eine nachgeschaltete Demultiplexingeinheit aus dem Streulicht von Teilchen mittels einer Auswerteeinheit zur Sig nalverarbeitung von Burstsignalpaaren eine Achsenposition und eine positionszugehörige Lateralgeschwindigkeitskomponente des Teilchens ermittelbar sind, und wobei die beiden Sendeoptiken bezüglich ihrer optischen Achsen geneigt zueinander angeordnet sind, deren Messvolumen zu einem Schnittmessbereich in einem vorgegebenen XYZ-Koordinatensystem überlagert sind,
- – wobei die eine Empfangsoptik im Raum um den Schnittmessbereich angeordnet ist, der die den Sendeoptiken zugeordnete Demultiplexingeinheit nachgeordnet ist, und
- – wobei die Auswerteeinheit mit zwei der Demultiplexingeinheit nachgeordneten Signalverarbeitungseinheiten derart ausgebildet ist, dass sowohl ein zweidimensionaler XY-Qrt (X0, Y0) in der im Schnittmessbereich aufgespannten XY-Ebene als auch alle drei Geschwindigkeitskomponenten vX, vY, vZ für die Teilchen zu zugehörigen Geschwindigkeitsprofilen bestimmbar sind.
- - Wherein the one receiving optical system is arranged in the space around the cutting measuring area, which is arranged downstream of the demultiplexing unit associated with the transmitting optics, and
- - wherein the evaluation unit is arranged with two of the demultiplexing downstream signal processing units such that both a two-dimensional XY-Qrt (X 0 , Y 0 ) in the spanned in the cutting range XY plane and all three velocity components v X , v Y , v Z for the particles can be determined to corresponding velocity profiles.
Die beiden Sendeoptiken können bezüglich ihrer optischen Achsen orthogonal zueinander gerichtet angeordnet sein.The two transmission optics can be directed orthogonal to each other with respect to their optical axes be arranged.
Bei schrägen Teilchentrajektorien, d.h. mit nichtverschwindenden Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY weisen die Burstsignalpaare eine Frequenzänderung mit der Zeit (eng. Chirp) auf, wobei die Periodendaueränderung mit der Zeit direkt proportional zu den Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY ist und für ein einzelnes Teilchen
- – die Lateralgeschwindigkeitskomponente vz der Geschwindigkeit v,
- – die Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY der Geschwindigkeit v und
- – der Durchtrittsort X0, Y0 des Teilchens durch die optische Achsen, bestimmt werden,
- – wobei die Bestimmung der Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY richtungssinnerkennend ist.
- The lateral velocity component v z of the velocity v,
- The axial velocity components v X , v Y the velocity v and
- The passage X 0 , Y 0 of the particle are determined by the optical axes,
- - wherein the determination of the axial velocity components v X , v Y direction sense is indicative.
Eine Sendeoptik kann
- – zwei Laserdioden unterschiedlicher Wellenlängen λ1≠λ2 oder λ3≠λ4, wobei λ1≠λ2≠λ3≠λ9 sind,
- – jeweils eine Konvexlinse,
- – einen dichroitischen Spiegel,
- – eine Konvexlinse,
- – ein Transmissions-Beugungsgitter,
- – zwei achromatische Linsen, die in ihrer Anordnung ein Kepler-Teleskop bilden,
- – wahlweise Blenden, die nur die +1. und –1. Beugungsordnungen durchlassen und alle anderen Beugungsordnungen blockieren, enthalten.
- - two laser diodes of different wavelengths λ 1 ≠ λ 2 or λ 3 ≠ λ 4, wherein λ1 ≠ λ2 ≠ λ3 ≠ λ9,
- Each one convex lens,
- - a dichroic mirror,
- A convex lens,
- A transmission diffraction grating,
- Two achromatic lenses forming a Kepler telescope in their arrangement,
- - optional irises, which are only the +1. and -1. Pass diffraction orders and block all other diffraction orders.
Die Empfangsoptik kann eine Konvexlinse oder ein Konvexlinsensystem enthalten, von der aus wahlweise eine Multimodefaser an die Demultiplexingeinheit geführt ist.The Receiving optics can be a convex lens or a convex lens system from which optionally a multimode fiber to the demultiplexing unit guided is.
Der Empfangsoptik für die beiden Sendeoptiken kann eine Demultiplexingeinheit nachgeordnet sein, die folgende Bestandteile aufweist:
- – wahlweise einen Eingang für die Multimodefaser,
- – eine eingangsseitige Kollimatorlinse,
- – drei dichroitische Spiegel,
- – jeweils vier ausgangsseitige Kollimationslinsen und
- – vier Photodetektoren zur Signalweiterleitung an die Auswerteeinheit.
- - optionally an input for the multimode fiber,
- An input-side collimator lens,
- - three dichroic mirrors,
- - Four output side collimating lenses and
- - Four photodetectors for signal forwarding to the evaluation unit.
Dabei sind in jedem Fall vier Eingangskanäle für vier Interferenzstreifensysteme mit jeweils zwei pro Sendeoptik vorgesehen.there are in any case four input channels for four interference fringe systems each provided with two per emitting optics.
Die Auswerteeinheit enthält zwei Signalverarbeitungseinheiten für die beiden Sendeoptiken, wobei jede Signalverarbeitungseinheit aus mehreren Funktionseinheiten besteht, in denen der angegebene Verlauf der Detektion der Zeitabhängigkeit der Dopplerfrequenz und der Auswertung, die vorzugsweise mit programmtechnischen Mitteln, z.B. in der graphischen Programmiersprache LabVIEW realisiert wird, erfolgt.The Contains evaluation unit two signal processing units for the two transmission optics, wherein each signal processing unit of a plurality of functional units exists in which the specified course of detection of the time dependence the Doppler frequency and the evaluation, preferably with programmatic Means, e.g. realized in the graphical programming language LabVIEW is done.
Jede Signalverarbeitungseinheit besitzt eingangsseitig zwei Eingangskanäle, die mit der Demultiplexingeinheit über weitere Baugruppen in Verbindung stehen können.each Signal processing unit has two input channels on the input side, the with the demultiplexing unit via other modules can be connected.
Eine Signalverarbeitungseinheit der Auswerteeinheit kann im Wesentlichen aus folgenden Funktionseinheiten bestehen
- – einem Analog-Digital-Wandler,
- – einem nachgeschalteten Bandpass, wobei die von den Photodetektoren weitergeleiteten Signale zunächst nach Durchgang durch den Analog-Digital-Wandler mit dem Bandpass gefiltert werden, um den Gleichanteil und hochfrequentes Rauschen zu entfernen,
- – einer Hilbert-Transformations-Einheit, in der die Signaleinhüllenden bestimmt werden,
- – einer Amplituden-Normierungseinheit, in der die Signale normiert werden,
- – einer Gaußfitting-Einheit, in der die Einhüllenden mit Gaußfunktionen gefittet werden, um dadurch die An fangs- und Endzeiten (definiert über die 1/e2-Schwelle) sowie den Zeitpunkt der maximalen Amplitude tMax zu bestimmen, wobei die Anfangs- und Endzeiten ein Zeitfenster definieren,
- – einer der Amplituden-Normierungseinheit nachgeschalteten FFT-Einheit, in der das Zeitfenster für die Kurzzeit-Fast-Fourier-Transformation (FFT) genutzt wird, wobei zur Berechnung der Periodendauer-Zeit-Funktionen die Kurzzeit-FFT eingesetzt wird, die ein Auswertefenster über die Zeitsignale schiebt,
- – einer Regressions-Einheit, in der an die Periodendauer-Zeit-Funktionen Regressionsgeraden gefitted werden,
- – einer Berechnungseinheit, in der aus den Regressionsgeraden die Messparameter bestimmt werden.
- An analog-to-digital converter,
- A downstream bandpass, wherein the signals relayed by the photodetectors are first filtered with the bandpass after passing through the analog to digital converter to remove the DC and high frequency noise,
- A Hilbert transform unit in which the signal envelopes are determined
- An amplitude normalization unit in which the signals are normalized,
- A Gauss fitting unit in which the envelopes are fitted with Gaussian functions to thereby determine the start and end times (defined via the 1 / e 2 threshold) as well as the instant of the maximum amplitude t Max , where the start and end End times define a time window
- - One of the amplitude normalization unit downstream FFT unit in which the time window for the short-time fast Fourier transform (FFT) is used, wherein the short-term FFT is used to calculate the period duration-time functions, the evaluation window over push the time signals,
- A regression unit in which regression lines are added to the period duration-time functions,
- - A calculation unit in which the measurement parameters are determined from the regression line.
Ausgangsseitig weist die Auswerteeinheit eine Funktionseinheit zur Koordinatentransformation der berechneten Geschwindigkeitskomponenten am Durchtrittsort X0, Y0 auf, wobei die Funktionseinheit mit einer Anzeige- und/oder Ausgabeeinheit in Verbindung steht, in der wahlweise die Trajektorienwinkel zur Z-Achse als Richtungsangabe der Trajektorie des Teilchens angebbar sind.On the output side, the evaluation unit has a functional unit for coordinate transformation of the calculated velocity components at the transit location X 0 , Y 0 , wherein the functional unit is in communication with a display and / or output unit in which either the trajectory angle to the Z axis as a direction indication of the trajectory of the particle are specifiable.
Die Funktionseinheit zur Koordinatentransformation, in der auch eine Mittelung der beiden Lateralgeschwindigkeitskomponente vZ erfolgt, ist derart ausgebildet, dass sie den Durchtrittsort X0, Y0 bestimmt und die Geschwindigkeitskomponenten über den Durchtrittsort X0, Y0 und die dortigen lokalen Streifenabstände d1, d2 für die erste Sendeoptik und die lokalen Streifenabstände d3, d4 für die zweite Sendeoptik berechnet.The coordinate transformation transformation unit, in which an averaging of the two lateral velocity components v Z occurs, is designed such that it determines the passage location X 0 , Y 0 and the velocity components via the passage location X 0 , Y 0 and the local stripe spacings d 1 there , d 2 is calculated for the first optical transmitting system and the local strip distances d 3, d 4 for the second transmitting optical system.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von beliebig gerichteten Strömungen ist gemäß dem Patentanspruch 13 nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie mit zwei überlagerten, fächerförmigen Interferenzstreifensystemen, die physikalisch unterscheidbar sind, versehen, wobei einer Sendeoptik linear beabstandet auf ihrer optischen Achse ein den Interferenzstreifensystemen zugehöriges Messvolumen zugeordnet ist, in dem über eine Empfangsoptik und einer nachgeschalteten Demultiplexingeinheit aus dem Streulicht von Teilchen mittels einer Auswerteeinheit zur Signalverarbeitung eine Achsenposition und eine positionszugehörige Lateralgeschwindigkeitskomponente des Teilchens ermittelt werden, und weist folgende Schritte auf:
- – Überlagerung der zwei zueinander geneigt angeordneten, jeweils zwei fächerförmigen Interferenzstreifensystemen der beiden Sendeoptiken, wobei die fächerförmigen Interferenzstreifensysteme durch Multiplexverfahren physikalisch unterscheidbar und die optischen Achsen geneigt zueinander angeordnet sind,
- – Auswertung der von beiden geneigt zueinander gerichteten, fächerförmigen Interferenzstreifensystemen erhaltenen Dopplerfrequenzen f1, f2; f3, f4 für eine eindimensionale Positionsbestimmung des Teilchens innerhalb eines Messvolumens aus zwei fächerförmigen Interferenzstreifensystemen,
- – kombinierte Auswertung der von den beiden verschiede nen zueinander geneigten Interferenzstreifensystemen erhaltenen Burstsignalpaare für eine zweidimensionale Ortsbestimmung X, Y in einem Schnittmessbereich der Messvolumen der beiden verschiedenen, zueinander geneigten Interferenzstreifensysteme mittels der Auswerteeinheit und
- – Frequenz-Zeit-Analyse der von den zueinander geneigten Interferenzstreifensystemen erhaltenen Burstsignalpaare zur Bestimmung der beiden in der von den beiden Interferenzstreifensystemen aufgespannten XY-Ebene liegenden Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY in der Auswerteeinheit.
- Superposition of the two mutually inclined arranged, each two fan-shaped interference fringe systems of the two transmitting optics, wherein the fan-shaped interference fringes are physically distinguishable by multiplexing and the optical axes are arranged inclined to each other,
- - Evaluation of the two inclined to each other, fan-shaped interference fringe systems obtained Doppler frequencies f 1 , f 2 ; f 3 , f 4 for a one-dimensional position determination of the particle within a measuring volume of two fan-shaped interference fringe systems,
- Combined evaluation of the burst signal pairs obtained from the two different mutually inclined interference fringe systems for a two-dimensional position determination X, Y in a cutting measuring range of the measuring volumes of the two different interference fringe systems inclined to one another by means of the evaluation unit and
- Frequency-time analysis of the burst signal pairs obtained from the mutually inclined interference fringe systems for determining the two axial velocity components v X , v Y in the evaluation unit lying in the XY plane spanned by the two interference fringe systems.
Bei orthogonaler Anordnung der beiden Interferenzstreifensysteme kann die in der XY-Ebene liegenden Geschwindigkeitskomponenten vX, vY ohne zusätzliche Transformationensberechnungen ermittelt werden.In the case of orthogonal arrangement of the two interference fringe systems, the velocity components v X , v Y lying in the XY plane can be determined without additional transformation computations.
Mittels einer Sendeoptik werden
- – zwei überlagerte fächerförmige Interferenzstreifensysteme derart ausgebildet, dass durch Auswertung der von beiden Interferenzstreifensystemen erhaltenen Dopplerfrequenzen f1, f2; f3, f4 eine Positionsbestimmung innerhalb des Interferenzstreifensystems für eine Ortsbestimmung X, Y der Teilchen durchgeführt wird, wobei
- – durch eine Frequenz-Zeit-Analyse der von beiden Interferenzstreifensystemen erhaltenen Burstsignalpaare in der Auswerteeinheit eine Bestimmung der jeweils zugehörigen Lateralgeschwindigkeitskomponente vZ und
- – eine richtungssinnempfindliche Messung der Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY durchgeführt werden.
- - Two superimposed fan-shaped interference fringes designed such that by evaluating the Doppler frequencies f 1 , f 2 obtained from the two interference fringe systems; f 3 , f 4 a position determination within the interference fringe system for a position determination X, Y of the particles is performed, wherein
- A determination of the respectively associated lateral velocity component v Z and by a frequency-time analysis of the burst signal pairs obtained from the two interference fringe systems in the evaluation unit
- A sense-sensitive measurement of the axial velocity components v X , v Y is performed.
Die Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY können direkt über die zeitliche Änderung der Periodendauer-Zeitfunktion T(t) bestimmt werden, wobei die Zeitabhängigkeit der Dopplerfrequenz f1, f2; f3, f4 ein Maß für das Verhältnis zwischen jeweils einer Axialgeschwindigkeitskomponente vX, vY und der Lateralgeschwindigkeitskomponente vZ ist, wobei das Verhält nis durch den jeweiligen Winkel α als Ausdruck der schrägen Trajektorie des Teilchens vorgegeben wird.The axial velocity components v X , v Y can be determined directly via the temporal change of the period duration time function T (t), wherein the time dependence of the Doppler frequency f 1 , f 2 ; f 3 , f 4 is a measure of the ratio between each of an axial velocity component v X , v Y and the lateral velocity component v Z , wherein the ratio is predefined by the respective angle α as an expression of the oblique trajectory of the particle.
Die Dopplerfrequenzen f1, f2, f3, f4 können sowohl ansteigen als auch abfallen, so dass zwischen einer positiven und einer negativen Geschwindigkeitskomponente unterschieden werden kann und die Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY somit richtungssinnerkennend bestimmt werden.The Doppler frequencies f 1 , f 2 , f 3 , f 4 can both increase and decrease, so that a distinction can be made between a positive and a negative speed component and the axial velocity components v X , v Y are thus determined in the direction of the interior of the sensor.
Eine genügend große Anzahl von Teilchen kann ausgewertet werden, um das im Schnittmessvolumen vorherrschende Geschwindigkeitsprofil zu bestimmen.A enough size Number of particles can be evaluated by the one prevailing in the cutting volume To determine speed profile.
Die Bestimmung des Geschwindigkeitsprofils im Bereich der Auswerteeinheit kann mit anderen Transformationen, z.B. der Wigner-Ville-Transformation, der Wavelet-Transformation durchgeführt werden.The Determination of the velocity profile in the area of the evaluation unit can with other transformations, e.g. the Wigner-Ville transformation, the wavelet transform are performed.
Neben dem Verfahren des Wellenlängenmultiplexing können auch andere Multiplexverfahren wie Frequenz- und Zeitmultiplexing oder in Kombination von diesen eingesetzt werden.Next the method of wavelength division multiplexing can also other multiplexing methods such as frequency and time division multiplexing or in combination of these.
Weiterbildungen und spezielle Ausbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.further developments and specific embodiments of the invention are specified in further subclaims.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert Es zeigen:The Invention is based on an embodiment closer by means of several drawings explains it demonstrate:
In
den
- – wobei die Empfangsoptik
4 beliebig im Raum um den Schnittmessbereich8 angeordnet ist, der die den Sendeoptiken91 ,92 zugeordnete Demultiplexingeinheit32 nachgeordnet ist, und - – wobei
die Auswerteeinheit
5 mit zwei der Demultiplexingeinheit32 nachgeordneten Signalverarbeitungseinheiten51 ,52 derart ausgebildet ist, dass sowohl ein zweidimensionaler XY-Ort X0, Y0 in der im Schnittmessbereich8 aufgespannten XY-Ebene als auch alle drei Geschwindigkeitskomponenten vX,vY,vZ für die Teilchen23 zu zugehörigen Geschwindigkeitsprofilen bestimmbar sind.
- - wherein the receiving optics
4 arbitrary in the space around the cutting measuring range8th is arranged, the the the transmission optics91 .92 associated demultiplexing unit32 is subordinate, and - - Where the evaluation unit
5 with two of the demultiplexing unit32 downstream signal processing units51 .52 is formed such that both a two-dimensional XY location X 0, Y 0 in the sectional measuring range8th spanned XY plane as well as all three velocity components v X , v Y , v Z for the particles23 can be determined to associated speed profiles.
Das
Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsprofilen von Teilchen
- – Überlagerung
der zwei zueinander geneigt angeordneten, jeweils zwei fächerförmigen Interferenzstreifensystemen
611 ,612 ;621 ,622 der beiden Sendeoptiken91 ,92 , wobei die fächerförmigen Interferenzstreifensysteme611 ,612 ;621 ,622 durch Multiplexverfahren physikalisch unterscheidbar und die optischen Achsen22 ,25 zueinander geneigt angeordnet sind, - – Auswertung
der von beiden geneigt zueinander gerichteten, fächerförmigen Interferenzstreifensystemen
611 ,612 ;621 ,622 erhaltenen Dopplerfrequenzen f1, f2 bzw. f3, f4 für eine eindimensionale Positionsbestimmung des Teilchens23 innerhalb eines Messvolumens6 ;7 aus zwei fächerförmigen Interferenzstreifensystemen611 ,612 ;621 ,622 , - – kombinierte
Auswertung der von den beiden verschiedenen zueinander geneigten
Interferenzstreifensystemen
611 ,612 ;621 ,622 erhaltenen Burstsignalpaare für eine zweidimensionale Ortsbestimmung X0, Y0 in einem Schnittmessbereich8 aus den Messvolumen6 ,7 der beiden verschiedenen orthogonalen Interferenzstreifensysteme611 ,612 ;621 ,622 mittels der Auswerteeinheit5 und - – Frequenz-Zeit-Analyse
der von den zueinander geneigten Interferenzstreifensystemen
611 ,612 ;621 ,622 erhaltenen Burstsignalpaare zur Bestimmung der in der XY-Ebene liegenden Geschwindigkeitskomponenten vX,vY,vZ in der Auswerteeinheit5 .
- - Overlay the two mutually inclined arranged, two fan-shaped interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 the two transmission optics91 .92 , wherein the fan-shaped interference fringe systems611 .612 ;621 .622 physically distinguishable by multiplexing and the optical axes22 .25 are arranged inclined to each other, - - Evaluation of the two inclined to each other, fan-shaped interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 obtained Doppler frequencies f 1 , f 2 and f 3 , f 4 for a one-dimensional position determination of the particle23 within a measuring volume6 ;7 from two fan-shaped interference fringe systems611 .612 ;621 .622 . - - Combined evaluation of the two different inclined to each other interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 received burst signal pairs for a two-dimensional position determination X 0 , Y 0 in a Schnittmessbereich8th from the measuring volume6 .7 of the two different orthogonal interference fringe systems611 .612 ;621 .622 by means of the evaluation unit5 and - - Frequency-time analysis of the mutually inclined interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 received burst signal pairs for determining the lying in the XY plane velocity components v X , v Y , v Z in the evaluation unit5 ,
Dabei werden
- – die
zwei überlagerten
fächerförmigen Interferenzstreifensysteme
611 ,612 ;621 ,622 derart ausgebildet, dass durch Auswertung der von beiden Interferenzstreifensystemen611 ,612 ;621 ,622 erhaltenen Dopplerfrequenzen f1, f2 bzw. f3, f4 eine Positionsbestimmung innerhalb des Interferenzstreifensystems611 ,612 ;621 ,622 ermöglicht wird, - – durch
eine Frequenz-Zeit-Analyse der von beiden Interferenzstreifensystemen
611 ,612 ;621 ,622 erhaltenen Burstsignale eine Bestimmung der jeweiligen Lateralgeschwindigkeitskomponente und - – eine richtungssinnempfindliche Messung der Axialgeschwindigkeitskomponente durchgeführt.
- - The two superimposed fan-shaped interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 designed such that by evaluation of the two interference fringe systems611 .612 ;621 .622 obtained Doppler frequencies f 1 , f 2 and f 3 , f 4 a position within the interference fringe system611 .612 ;621 .622 is made possible - - By a frequency-time analysis of the two interference fringe systems
611 .612 ;621 .622 received burst signals, a determination of the respective lateral velocity component and - - Made a direction sensitive measurement of the axial velocity component.
In
- – zwei Laserdioden
10a ,10b unterschiedlicher Wellenlängen λ1≠λ2, - – jeweils
eine Konvexlinse
11a ,11b , - – einen
dichroitischen Spiegel
12 , - – eine
Konvexlinse
13 , - – ein
Transmissions-Beugungsgitter
14 , - – zwei
achromatische Linsen
15a ,15b , die in ihrer Anordnung ein Kepler-Teleskop bilden, - – wahlweise
Blenden
16 , die nur die +1. und –1. Beugungsordnungen durchlassen und alle anderen Beugungsordnungen blockieren, und einer Empfangsoptik4 , der eine Demultiplexingeinheit31 zugeordnet ist und die folgende Bestandteile aufweist: - – eine
Konvexlinse
17 , - – wahlweise
eine Multimodefaser
20 .
- - two laser diodes
10a .10b different wavelengths λ1 ≠ λ2, - - One convex lens each
11a .11b . - - a dichroic mirror
12 . - - a convex lens
13 . - A transmission diffraction grating
14 . - - two achromatic lenses
15a .15b which form a Kepler telescope in their arrangement, - - Optional irises
16 that only the +1. and -1. Let through diffraction orders and block all other diffraction orders, and a receiving optics4 , which is a demultiplexing unit31 is assigned and has the following components: - - a convex lens
17 . - - Optionally a multimode fiber
20 ,
Die
Demultiplexingeinheit
- – einen
dichroitischen Spiegel
18 , - – Kollimationslinsen
19 und - – Photodetektoren
21a ,21b .
- - a dichroic mirror
18 . - - Collimating lenses
19 and - - photodetectors
21a .21b ,
Die
optische Achse
Im
Folgenden wird die Funktionsweise innerhalb des Liniensensors
Das
Sensorprinzip beruht, wie in
Das
Streulicht
Da
die Interferenzstreifensabstände
d1(z),d2(z), wie
in
Durch
die Zweifachmessung an beiden Interferenzstreifensystemen
Das
ist möglich,
da der Quotient, wie gezeigt, nicht mehr von der Geschwindigkeit
abhängt,
sondern nur noch von der z-Position. In den
Im
Folgenden wird der verallgemeinerte Fall betrachtet, dass zusätzlich eine
signifikante Axialgeschwindigkeitskomponente vZ der
Geschwindigkeit auftritt. Die Geschwindig keitskomponenten sind dann
mit dem Betrag des Geschwindigkeitsvektors v = |v| und dem Winkel α der Trajektorie
zur optischen Achse
Die
Kenngrößen der
Gleichungen III, IV, V werden in
Da
sich die Streifenabstände
d1(z),d2(z) mit
dem Ort ändern,
wie in
Wird die Gleichung (IX) in die Gleichungen (VI, VII) eingesetzt und wird f = vx/d berücksichtigt, so werden für die Dopplerfrequenzen f1 (vx, vZ, z0, t), f2(vX, vZ, z0, t) folgende Gleichung erhalten: If equation (IX) is used in equations (VI, VII) and f = v x / d is taken into account, then for the Doppler frequencies f 1 (v x , v z , z 0 , t), f 2 (v X , v Z , z 0 , t) are given the following equation:
Die Dopplerfrequenzen f1 (vx, vz, z0, t), f2 (vX, vZ, z0, t) werden damit zeitabhängig, sobald die Axialgeschwindigkeitskomponente vZ auftritt. Die damit vorhandene Zeitabhängigkeit der Dopplerfrequenz bildet die Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Zeitabhängigkeit der Dopplerfrequenz (engl. Chirp) lässt sich auswerten, indem die nach der Zeit abgeleitete Periodendauer T = 1/f betrachtet wird: The Doppler frequencies f 1 (v x , v z , z 0 , t), f 2 (v X , v Z , z 0 , t) thus become time-dependent as soon as the axial velocity component v Z occurs. The thus existing time dependence of the Doppler frequency forms the basis of the method according to the invention. The time dependence of the Doppler frequency (chirp) can be evaluated by considering the time period T = 1 / f derived from time:
Die Gleichung (XI) ist zeitlich konstant und direkt proportional zur Axialgeschwindigkeitskomponente vZ, weshalb sie zu deren Bestimmung herangezogen werden kann.The equation (XI) is temporally constant and directly proportional to the axial velocity component v Z , which is why it can be used to determine it.
Aus der Gleichung (XI) können folgende Eigenschaften entnommen werden
- – Die Axialgeschwindigkeitskomponente
vZ kann direkt über die zeitliche Änderung
der Periodendauer-Zeitfunktion T(t) bestimmt werden. Dabei ist der
Chirp – die
Zeitabhängigkeit
der Dopplerfrequenz – ein
Maß für das Ver hältnis zwischen
Axialgeschwindigkeitskomponente vZ und der
ersten Lateralgeschwindigkeitskomponente vX,
wobei das Verhältnis
durch den Winkel α als
Ausdruck der schrägen
Trajektorie der Teilchen
23 vorgegeben ist. - – Da die Dopplerfrequenz f1,2 (vX, vZ, z0, t) sowohl ansteigen als auch abfallen kann, kann zwischen einer positiven und einer negativen Geschwindigkeitskomponente unterschieden werden. Die Bestimmung der Axialgeschwindigkeitskomponente vZ ist somit richtungssinnerkennend.
- – Von
einem einzelnen Teilchen
23 können daher folgende Bahngrößen bestimmt werden: – die erste Lateralgeschwindigkeitskomponente |vx|, – die Axialgeschwindigkeitskomponente vZ einschließlich des Vorzeichens und – die Durchtrittsposition z0 durch die optische Achse22 .
- The axial velocity component v Z can be determined directly via the temporal change of the period duration time function T (t). In this case, the chirp - the time dependence of the Doppler frequency - is a measure of the ratio between the axial velocity component v Z and the first lateral velocity component v X , the ratio being represented by the angle α as an expression of the oblique trajectory of the particles
23 is predetermined. - Since the Doppler frequency f 1,2 (v X , v Z , z 0 , t) can both increase and decrease, a distinction can be made between a positive and a negative speed component. The determination of the axial velocity component v Z is thus directionally internal.
- - From a single particle
23 Therefore, the following web sizes can be determined: the first lateral velocity component | v x |, the axial velocity component v Z including the sign and the passage position z 0 through the optical axis22 ,
Mit
dem Liniensensor
In
In
der Vorrichtung 1 sind in
Bei
schrägen
Teilchentrajektorien, d.h. mit nichtverschwindenden Axialgeschwindigkeitskomponenten vX, vY weisen die
Burstsignalpaare eine Frequenzänderung
mit der Zeit auf, wobei die Frequenzänderung mit der Zeit direkt
proportional zu den Axialgeschwindigkeitskomponenten vX,
vY ist und für ein einzelnes Teilchen
- – die Lateralgeschwindigkeitskomponente vZ der Geschwindigkeit v,
- – die Axialgeschwindigkeitskomponenten vx,vY der Geschwindigkeit v und
- – der
Durchtrittsort X0,Y0 des
Teilchens
23 durch die optische Achsen22 ,25 , bestimmt werden, - – wobei
die Bestimmung der Axialgeschwindigkeitskomponenten vX,vY die Strömungsrichtung
der Teilchen
23 angibt.
- The lateral velocity component v Z of the velocity v,
- The axial velocity components v x , v y of the velocity v and
- - the passage X 0 , Y 0 of the particle
23 through the optical axes22 .25 to be determined - - wherein the determination of the axial velocity components v X , v Y, the flow direction of the particles
23 indicates.
Die
Sendeoptiken
- – zwei
Laserdioden
10a ,10b unterschiedlicher Wellenlängen λ1≠λ2, λ3≠λ4, wobei λ1≠λ2≠λ3≠λ4 ist, - – jeweils
eine Konvexlinse
11a ,11b , - – einen
dichroitischen Spiegel
12 , - – eine
Konvexlinse
13 , - – ein
Transmissions-Beugungsgitter
14 , - – zwei
achromatische Linsen
15a ,15b , die in ihrer Anordnung ein Kepler-Teleskop bilden, - – wahlweise
Blenden
16 , die nur die +1. und –1. Beugungsordnungen durchlassen und alle anderen Beugungsordnungen blockieren,
- - two laser diodes
10a .10b different wavelengths λ1 ≠ λ2, λ3 ≠ λ4, where λ1 ≠ λ2 ≠ λ3 ≠ λ4, - - One convex lens each
11a .11b . - - a dichroic mirror
12 . - - a convex lens
13 . - A transmission diffraction grating
14 . - - two achromatic lenses
15a .15b which form a Kepler telescope in their arrangement, - - Optional irises
16 that only the +1. and -1. Let diffraction orders through and block all other diffraction orders,
Die
Empfangsoptik
Der
Empfangsoptik
- – wahlweise
einen Eingang für
die Multimodefaser
20 , - – eine
eingangsseitige Kollimatorlinse
19 , - – drei
dichroitische Spiegel
18 , - – jeweils
vier ausgangsseitige Kollimationslinsen
19 und - – vier
Photodetektoren
21a ,21b ,21c ,21d zur Signalweiterleitung an die Auswerteeinheit5 .
- - Optionally an input for the multimode fiber
20 . - - An input-side collimator lens
19 . - - three dichroic mirrors
18 . - - Four output side collimating lenses
19 and - - four photodetectors
21a .21b .21c .21d for signal forwarding to the evaluation unit5 ,
Es
sind in jedem Fall vier Eingangskanäle
Die
Auswerteeinheit
Jede
der in
Eine
Signalverarbeitungseinheit
- – einem
Analog-Digital-Wandler
59 , - – einem
nachgeschalteten Bandpass
60 , wobei die von den Photodetektoren21a ,21b ;21c ,21d weitergeleiteten Signale zunächst nach Durchgang durch den Analog-Digital-Wandler59 mit dem Bandpass60 gefiltert werden, um den Gleichanteil und hochfrequentes Rauschen zu entfernen, - – einer
Hilbert-Transformations-Einheit
63 , in der die Signaleinhüllenden bestimmt werden, - – einer
Amplituden-Normierungseinheit
65 , in der die Signale normiert werden, - – einer
Gaußfitting-Einheit
64 , in der die Einhüllenden mit Gaußfunktionen gefittet werden, um dadurch die Anfangs- und Endzeiten (definiert über die 1/e2-Schwelle) sowie den Zeitpunkt der maximalen Amplitude tMax zu bestimmen, wobei die Anfangs- und Endzeiten ein Zeitfenster definieren, - – einer
der Amplituden-Normierungseinheit
65 nachgeschalteten FFT-Einheit66 , in der das Zeitfenster für die Kurzzeit-Fast-Fourier-Transformation (FFT) genutzt wird, wobei zur Berechnung der Periodendauer-Zeit-Funktionen die Kurzzeit-FFT eingesetzt wird, die ein Auswertefenster über die Zeitsignale schiebt, - – einer
Regressions-Einheit
67 , in der an die Periodendauer-Zeit-Funktionen Regressionsgeraden gefitted werden, - – einer
Berechnungseinheit
68 , in der aus den Regressionsgeraden die Messparameter bestimmt werden.
- - An analog-to-digital converter
59 . - - a downstream bandpass
60 , being that of the photodetectors21a .21b ;21c .21d forwarded signals first after passing through the analog-to-digital converter59 with the bandpass60 be filtered to remove the DC and high frequency noise, - - a Hilbert transformation unit
63 in which the signal envelopes are determined, - - An amplitude normalization unit
65 in which the signals are normalized, - - A Gaußfitting unit
64 in which the envelopes are fitted with Gaussian functions to thereby determine the start and end times (defined via the 1 / e 2 threshold) as well as the time of the maximum amplitude t Max , where the start and end times define a time window, - - One of the amplitude normalization unit
65 downstream FFT unit66 in which the time window is used for the short-time fast Fourier transformation (FFT), whereby the short-term FFT, which pushes an evaluation window over the time signals, is used to calculate the period duration-time functions, - - a regression unit
67 in which regression lines are added to the period duration-time functions, - - a calculation unit
68 in which the measurement parameters are determined from the regression line.
Ausgangsseitig
weist die Auswerteeinheit
Die
Funktionseinheit
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
Da
sich die Vorrichtung
Deshalb
werden die Messvolumen
Die
folgende Tabelle 1 zeigt auf, wie die einzelnen Größen von
den beiden Sendeoptiken
Mit jeder Sendeoptik
With every transmission optics
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass der Geschwindigkeitsvektor mit den drei Komponenten vX, vY, vZ in einem zweidimensionalen XY-Messbereich erfasst werden kann: In summary, it can be stated that the velocity vector with the three components v X , v Y , v Z can be detected in a two-dimensional XY measurement range:
Für die Vorrichtung
Die
Auswerteeinheit
Im
Folgenden wird die in
In
der Signalverarbeitungseinheit
Die momentanen
Dopplerfrequenzen f1, f2 zu
dem Zeitpunkt tMax werden genutzt, um über die
Kalibrationsfunktion in Gleichung (I), wie in
The instantaneous Doppler frequencies f 1 , f 2 at time t Max are used to determine the calibration function in equation (I), as in FIG
Da
für die
zweite Sendeoptik
Das
angegebene Verfahren zur Bestimmung des Geschwindigkeitsprofils
im Bereich der Auswerteeinheit
Wesentlich
ist es, dass alle Interferenzstreifensysteme
Bezüglich der
Unterscheidbarkeit der vier Interferenzstreifensysteme
In Tabelle 2 ist eine Übersicht über die benötigten Komponenten gezeigt, wenn verschiedene Kombinationen von Wellenlängen- und Frequenzmultiplexing eingesetzt werden. Tabelle 2: Table 2 shows an overview of the components required when using different combinations of wavelength and frequency multiplexing. Table 2:
Bei
Einsatz von vier unterschiedlichen Wellenlängen λ1, λ2, λ3, λ9 – reines Wellenlängenmultiplexing – ergibt
sich die
Im
Ausführungsbeispiel
ist die Vorrichtung 1 auf eine Anordnung der beiden Sendeoptiken
Die Vorrichtung funktioniert ähnlich, wenn die optischen Achsen z.B. bei einem Winkel von 80° oder einen Winkel darunter geneigt oder schräg zueinander angeordnet sind. Dann ist eine zusätzliche entsprechende Koordinatentransformation vorgesehen.The Device works similarly, if the optical axes are e.g. at an angle of 80 ° or one Angles below are inclined or obliquely arranged. Then there is an extra corresponding coordinate transformation provided.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vor allem eine hohe Präzisionsausbildung, wobei die Messunsicherheit der Positionsbestimmung im Mikrometerbereich liegt und die relative Messunsicherheit der Geschwindigkeit kleiner als 5·10–4 sein kann.Above all, the method according to the invention enables a high precision training, the measurement uncertainty of the position determination being in the micrometer range and the relative measurement uncertainty of the Speed can be less than 5 · 10 -4 .
Bemerkenswert ist auch, dass im Verfahren zur Rekonstruktion des Geschwindigkeitsprofils keine Kamera, sondern eine einfach ausgebildete Empfangsoptik, die mit großem Arbeitsabstand beliebig im Raum platziert werden kann, eingesetzt werden kann.Remarkable is also that in the process of reconstruction of the velocity profile no camera, but a simply trained receiving optics, the with big Working distance can be placed anywhere in the room used can be.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als 2D3C-Sensor oder auch als Feldsensor bezeichnet werden, da mit der Vorrichtung eine flächenhafte und dreikomponentige Messung der Geschwindigkeit zur Bestimmung eines Geschwindigkeitsprofils von beliebig gerichteten Strömungen durchgeführt werden kann.The inventive device can be referred to as a 2D3C sensor or as a field sensor, because with the device a planar and three-component measurement of the velocity for determination a velocity profile of arbitrarily directed flows are performed can.
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- erster Liniensensorfirst line sensor
- 33
- zweiter Liniensensorsecond line sensor
- 44
- Empfangsoptikreceiving optics
- 55
- Auswerteeinheitevaluation
- 66
- erstes Messvolumenfirst measuring volume
- 77
- zweites Messvolumensecond measuring volume
- 88th
- SchnittmessbereichCut range
- 99
- Sendeoptik nach dem Stand der Techniktransmission optics According to the state of the art
- 9191
- erste Sendeoptikfirst transmission optics
- 9292
- zweite Sendeoptiksecond transmission optics
- 10a10a
- erste Laserdiode mit Wellenlänge λ1 first laser diode with wavelength λ 1
- 10b10b
- zweite Laserdiode mit Wellenlänge λ2 second laser diode with wavelength λ 2
- 11a11a
- erste Kollimatorlinsefirst collimator lens
- 11b11b
- zweite Kollimatorlinsesecond collimator lens
- 1212
- dichroitischer Spiegeldichroic mirror
- 1313
- Fokussierlinsefocusing lens
- 1414
- Transmissions-BeugungsgitterTransmission diffraction grating
- 15a15a
- erste achromatische Linsefirst achromatic lens
- 15b15b
- zweite achromatische Linsesecond achromatic lens
- 1616
- Blendecover
- 1717
- Konvexlinseconvex lens
- 1818
- zweiter dichroitischer Spiegelsecond dichroic mirror
- 1919
- Kollimatorlinsecollimator lens
- 2020
- MultimodefaserMultimode fiber
- 21a21a
- erster Photodetektorfirst photodetector
- 21b21b
- zweiter Photodetektorsecond photodetector
- 21c21c
- dritter Photodetektorthird photodetector
- 21d21d
- vierter Photodetektorfourth photodetector
- 2222
- optische Achseoptical axis
- 2323
- Teilchenparticle
- 2424
- PlattengrenzschichtPlate boundary layer
- 2525
- optische Achse der zweiten Sendeoptikoptical Axis of the second transmission optics
- 2626
- Streulichtscattered light
- 2727
- Trajektorie eines Teilchenstrajectory of a particle
- 28a28a
- erster Streulichtanteil mit Wellenlänge λ1 first scattered light component with wavelength λ 1
- 28b28b
- zweiter Streulichtanteil mit Wellenlänge λ2 second scattered light component with wavelength λ 2
- 3131
- erste Demultiplexingeinheitfirst demultiplexing
- 3232
- zweite Demultiplexingeinheitsecond demultiplexing
- 5151
- erste Signalverarbeitungseinheitfirst Signal processing unit
- 5252
- zweite Signalverarbeitungseinheitsecond Signal processing unit
- 5353
- erster Kanalfirst channel
- 5454
- zweiter Kanalsecond channel
- 5555
- dritter Kanalthird channel
- 5656
- vierter Kanalfourth channel
- 5757
- Funktionseinheit zur Koordinatentransformationfunctional unit for coordinate transformation
- 5858
- Anzeige- und/oder AusgabeeinheitDisplay- and / or output unit
- 5959
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 6060
- Bandpassbandpass
- 6161
- erstes fächerförmiges Interferenzstreifensystem nachfirst fan-shaped interference fringe system to
- dem Stand der Technikthe State of the art
- 6262
- zweites fächerförmiges Interferenzstreifensystem nachsecond fan-shaped interference fringe system to
- dem Stand der Technikthe State of the art
- 611611
- erstes fächerförmiges Interferenzstreifensystemfirst fan-shaped interference fringe system
- 612612
- zweites fächerförmiges Interferenzstreifensystemsecond fan-shaped interference fringe system
- 621621
- drittes fächerförmiges Interferenzstreifensystemthird fan-shaped interference fringe system
- 622622
- viertes fächerförmiges Interferenzstreifensystemfourth fan-shaped interference fringe system
- 6363
- Hilbert-Transformations-EinheitHilbert transform unit
- 6464
- Gaußfitting-EinheitGaußfitting unit
- 6565
- Amplituden-NormierungseinheitAmplitude normalization unit
- 6666
- FFT-EinheitFFT unit
- 6767
- Regressions-EinheitRegression unit
- 6868
- Berechnungseinheitcalculation unit
- z0 z 0
- Durchtrittsposition für einen LiniensensorPassage position for one line sensor
- X0, Y0 X 0 , Y 0
- DurchtrittsortDurchtrittsort
- αα
- Winkel der Strömungsrichtung der Teilchen zur Normalen der Sendeoptikachseangle the flow direction the particle to the normal of the transmission optical axis
- λ1λ1
- erste Wellenlängefirst wavelength
- λ2λ2
- zweite Wellenlängesecond wavelength
- λ3λ3
- dritte Wellenlängethird wavelength
- λ4λ4
- vierte Wellenlängefourth wavelength
- f1(t)f 1 (t)
- erste Dopplerfrequenzfirst Doppler frequency
- f2(t)f 2 (t)
- zweite Dopplerfrequenzsecond Doppler frequency
- f3(t)f 3 (t)
- dritte Dopplerfrequenzthird Doppler frequency
- f4(t)f 4 (t)
- vierte Dopplerfrequenzfourth Doppler frequency
- q(z)q (z)
- Kalibrationsfunktioncalibration function
- d1(z)d 1 (z)
- erster Streifenabstandfirst fringe spacing
- d2(z)d 2 (z)
- zweiter Streifenabstandsecond fringe spacing
- d3(z)d 3 (z)
- zweiter Streifenabstandsecond fringe spacing
- d4(z)d 4 (z)
- zweiter Streifenabstandsecond fringe spacing
- vX v X
- erste Lateralgeschwindigkeitskomponentefirst Lateralgeschwindigkeitskomponente
- vY v Y
- zweite Lateralgeschwindigkeitskomponentesecond Lateralgeschwindigkeitskomponente
- vZ v Z
- Axialgeschwindigkeitskomponenteaxial velocity
- r(t)r (t)
- Trajektorie des Teilchenstrajectory of the particle
- xyz-xyz
- Koordinatensystem eines Liniensensorscoordinate system a line sensor
- XYZ-XYZ
- Koordinatensystem der Vorrichtungcoordinate system the device
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510042954 DE102005042954B4 (en) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510042954 DE102005042954B4 (en) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102005042954A1 DE102005042954A1 (en) | 2007-03-15 |
| DE102005042954B4 true DE102005042954B4 (en) | 2007-07-12 |
Family
ID=37763007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200510042954 Expired - Fee Related DE102005042954B4 (en) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005042954B4 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009055799A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-01 | Technische Universität Dresden | Laser doppler sensor for determining speed profile of particles in flow areas of flow channels, has light sources attached to double columns, and interference strip systems formed in flow areas with opposite gradients of strip distances |
| DE102010049673A1 (en) | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Technische Universität Dresden | Device i.e. camera-Doppler-Sensor, for three-dimensional determination of velocity of light-scattering particles in fluid flow, has detection unit whose individual elements determine lateral positions of particles from images of particles |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010060460A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | Institut De Ciències Fotòniques, Fundació Privada | Device for multispectral and spatial shaping |
| DE102011009675B4 (en) | 2011-01-24 | 2013-08-01 | Technische Universität Dresden | Method for determining velocities in flows and phase-frequency-velocity field sensor |
| DE102018131059A1 (en) | 2018-12-05 | 2020-06-10 | SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG | Flow measuring method and flow measuring device for optical flow measurement |
| DE102018222590A1 (en) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for determining the absolute amount of the flow velocity of a medium that transports particles |
| DE102019103882B4 (en) | 2019-02-15 | 2022-08-11 | Technische Universität Dresden | Process for determining the fluid temperature |
| AT524725A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-08-15 | Univ Wien Tech | Method for determining at least one velocity component of a fluid flow |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3518800C2 (en) * | 1985-05-24 | 1988-12-15 | Deutsch-Franzoesisches Forschungsinstitut Saint-Louis, Saint-Louis, Haut-Rhin, Fr | |
| US5160976A (en) * | 1988-11-11 | 1992-11-03 | Public Health Laboratory Service Board | Optical determination of velocity using crossed interference fringe patterns |
| DE4443069C2 (en) * | 1994-12-03 | 1997-01-16 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Method for measuring flow vectors in gas flows |
-
2005
- 2005-09-05 DE DE200510042954 patent/DE102005042954B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3518800C2 (en) * | 1985-05-24 | 1988-12-15 | Deutsch-Franzoesisches Forschungsinstitut Saint-Louis, Saint-Louis, Haut-Rhin, Fr | |
| US5160976A (en) * | 1988-11-11 | 1992-11-03 | Public Health Laboratory Service Board | Optical determination of velocity using crossed interference fringe patterns |
| DE4443069C2 (en) * | 1994-12-03 | 1997-01-16 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Method for measuring flow vectors in gas flows |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009055799A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-01 | Technische Universität Dresden | Laser doppler sensor for determining speed profile of particles in flow areas of flow channels, has light sources attached to double columns, and interference strip systems formed in flow areas with opposite gradients of strip distances |
| DE102009055799B4 (en) * | 2009-11-19 | 2011-11-10 | Technische Universität Dresden | Laser Doppler sensor for the determination of velocity profiles in flow areas of flow channels |
| DE102010049673A1 (en) | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Technische Universität Dresden | Device i.e. camera-Doppler-Sensor, for three-dimensional determination of velocity of light-scattering particles in fluid flow, has detection unit whose individual elements determine lateral positions of particles from images of particles |
| DE102010049673B4 (en) * | 2010-10-20 | 2012-06-21 | Technische Universität Dresden | Apparatus and method for 3D determination of velocity profiles of transparent fluid flows |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005042954A1 (en) | 2007-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69029723T2 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE SIZE AND SPEED OF SPHERICAL PARTICLES USING THE PHASE AND INTENSITY OF LIGHT DISTRIBUTED | |
| DE112019002028T5 (en) | LIDAR DETECTION ARRANGEMENTS | |
| DE102012102361A1 (en) | Method and device for determining characteristic properties of a transparent particle | |
| DE69920312T2 (en) | Detection of air flow velocity and flow direction | |
| DE102010049673B4 (en) | Apparatus and method for 3D determination of velocity profiles of transparent fluid flows | |
| DE102005042954B4 (en) | Apparatus and method for determining velocity profiles in arbitrarily directed flows | |
| DE102011009675B4 (en) | Method for determining velocities in flows and phase-frequency-velocity field sensor | |
| DE19954702A1 (en) | Arrangement to measure particle, drop or bubble size or other characteristic in fluid flow; has light source and detectors for defocused imaging of interference pattern, and particles in bright points | |
| DE4400680C2 (en) | Device for determining changes in distance of an object | |
| DE3441088C2 (en) | ||
| DE102010062842B9 (en) | Method and device for determining the absolute position of an object | |
| DE102007052795A1 (en) | Method for determining the speed and size of particles by means of an arrangement suitable for laser Doppler velocimetry | |
| DE3106025C2 (en) | Method and device for the rapid measurement of local speed components in a speed field | |
| DE19834583C1 (en) | Method of optical measurement of distance coordinate of moving particle in transparent medium | |
| EP0937229B1 (en) | Interferometric measuring device for form measurement on rough surfaces | |
| DE102013219440A1 (en) | Method and device for the optical analysis of a test object | |
| DE3827913C2 (en) | ||
| DE10321887A1 (en) | Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip | |
| DE102010006770A1 (en) | Method for determining flow velocities in particle-displaced fluids by means of a Doppler Global Velocimeter | |
| EP3742956B1 (en) | Method for generating a two-dimensional interferogram using a michelson-type free beam interferometer | |
| DE19749233C1 (en) | Measuring dia. of particle moving through measurement vol. | |
| DE3517044C2 (en) | ||
| AT524725A1 (en) | Method for determining at least one velocity component of a fluid flow | |
| DE102013219436B4 (en) | Device and method for the optical analysis of a reflecting test object | |
| DE102008020584B3 (en) | Object's upper surface area testing method, involves determining phases of wave fronts with wavelengths, and detecting synthetic wave front, which corresponds to different reciprocal value of wavelengths of phases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140401 |