"ЛАД-05"
ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ (2D) ЛАЗЕРНАЯ ДОПЛЕРОВСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ

(Разработка 2004 года)  

Внешний вид

Предназначен для прецизионного бесконтактного измерения и визуализации вектора скорости газожидкостных многофазных мутных потоков в режиме обратного светорассеяния, а также для измерения концентрации светорассеивающих частиц.

Информация о скорости получается при измерении доплеровского сдвига частоты лазерного света, рассеянного взвешенными в потоке и движущимися вместе с ним малыми частицами и фазовыми неоднородностями.

Доплеровский анемометр ЛАД-05 создавался в 2003-2004 гг. с использованием новейшей элементной и технологической базы, самых современных методов обработки и преобразования оптоэлектронных сигналов, а также методов и технологий программирования.

Структурная схема измерительного устройства выполнена двухканальной с акустооптической коммутацией каналов.

Повышенная точность измерений обеспечивается за счет автоматического согласования временной селекции компонент вектора скорости с пространственным распределением рассеивающих частиц в потоке и повышения помехоустойчивости электронной системы обработки сигнала.

Основные технические характеристики:

• Диапазон измеряемых скоростей - ±0.01…30* м/с ,
• Погрешность измерения средней скорости - ±0.5 %,
• Статическая погрешность отслеживания спектрального пика доплеровского сигнала, не хуже - ±0.1 %,
• Максимальная частота коммутации измерительных каналов - 300 кГц,
• Фокусное расстояние выходных сменных объективов   (F) - 0.25, 0.5, 1.0 м,
• Размер зондирующего оптического поля,   (F= 0,5 м; λ = 0, 685 мкм) - Ø 0,05 x 1 мм,
• Потребляемая мощность измерительным модулем - 100 Вт,
• Вес измерительного модуля - 33 кг,
• Ресурс работы - 40 000 час.
  
  * - по договоренности с Заказчиком диапазон может быть расширен

Отличительные особенности:

• измерения в режиме обратного светорассеяния
• повышенное отношение сигнал/шум за счет использования полной мощности лазерного излучения в каждом оптическом измерительном канале;
• визуализация в реальном времени компонент вектора скорости;
• большой динамический диапазон по энергетике светорассеивания;
• надежный полупроводниковый лазер видимого диапазона;
• отсутствие необходимости подстройки оптико-механической части прибора в процессе эксплуатации;
• высокая надежность за счет размещения оптики, препроцессорного модуля и лазера в едином прочном корпусе моноблока;
• реализация прибора на отечественной серийной оптической элементной базе;
• Ethernet протоколы обмена данными
• Удобный пользовательский интерфейс

Оптические элементы испытывались на предмет соответствия и сохранения параметров при изменении внешних температурных условий, а так же при изменении уровня концентрации лучевой энергии на самой оптической детали. Зеркальные и просветляющее покрытия оптических элементов оптимизированы для применения в лазерном анемометре. Тем самым оптимизировано качество зондирующих когерентных пучков.

Измеритель содержит элементы пассивной аэродинамической защиты наружных оптических поверхностей от пыли и атмосферного аэрозоля.

Механические части узлов обеспечивают жесткую фиксацию оптических элементов и не допускают отклонений при механическом воздействии и температурных перепадах.

Область применения - научные исследования в области гидро- и аэродинамики, измерение скоростей жидкостных и газовых потоков в промышленных технологических процессах.

Оптоэлектронный модуль содержит:

1. полупроводниковый лазер,
2. акустооптические импульсные модуляторы,
3. однофотонный фотоумножитель,
4. квадратурный смеситель,
5. подсистемы мониторинга температур и напряжений,
6. доплеровский сигнальный FPGA -препроцессор с выходным интерфейсом Ethernet .

Программное обеспечение для Windows XP реализует функции доплеровского сигнального процессора и статистической обработки данных.

Возможно изготовление аналогичных систем с адаптированными под задачи Заказчика техническими характеристиками