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LDV系統(tǒng)應(yīng)用分享：多相流測量
激光多普勒(LDV)的速度測量步驟通常包括兩部分，首先是在流場中散播示蹤粒子，然后是測量示蹤粒子的速度，這里的前提是假設(shè)示蹤粒子會真實地跟蹤流體運動。
然而，在某些情況下，流體的運動通過示蹤粒子代征，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)分多普勒信號的來源：它是來自示蹤粒子還是流動中的其他物體？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，而且不可靠。熒光標(biāo)記會產(chǎn)生低信噪比的弱信號，光電倍增管電流測量是不確定的，因為一個小的緩慢移動的示蹤粒子在流動中會有類似于大的高速移動物體的電流，速度binning也是不確定的，因為一些示蹤粒子具有低速或負(fù)的速度時，將無法區(qū)分流動中的物體。
強度測量和標(biāo)記顯然是最好的替代方案，因為無論速度如何，示蹤粒子的散射強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)行一系列多相流測量，實驗裝置是在含一個砂床的水槽中，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，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量，如圖1所示。
圖2顯示了一個以含沙顆粒為泥沙相的水流的散射光強度直方圖。每個多普勒脈沖都由FSA信號處理器進(jìn)行分析，并標(biāo)記其強度(或振幅)，然后可以應(yīng)用Subrange來分離不同相的數(shù)據(jù)。
在這個應(yīng)用中，我們關(guān)注的是水槽流速的相位分離測量，TSI的專利強度標(biāo)記功能提供了一個魯棒的參數(shù)來分析這兩個不同相的流動。
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