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基于Doppler的连续油管长度在线测量系统
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作者 刘丽群 赵周礼 闻邦椿 《中国工程机械学报》 2012年第1期115-119,共5页
设计了一种基于激光Doppler效应的连续油管长度在线测量系统.该系统通过接收运动油管表面的散射光,经过数据采集和信号处理,测量出多普勒频移,进而求出油管运动的瞬时速度,通过积分最终得到下井油管的长度.该系统具有测量精度高、性能... 设计了一种基于激光Doppler效应的连续油管长度在线测量系统.该系统通过接收运动油管表面的散射光,经过数据采集和信号处理,测量出多普勒频移,进而求出油管运动的瞬时速度,通过积分最终得到下井油管的长度.该系统具有测量精度高、性能稳定且容易实现的特点,适合油田现场作业的要求,具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 光振动 频移 激光多普勒效应 油管长度测量
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基于载波频谱分析的激光多普勒振动信号解调
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作者 朱军 张明蔚 +3 位作者 施鹏磊 侯聪 李翔 俞本立 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期345-353,共9页
激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析... 激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析出振动目标的振幅与频率信息,最大可检测量不受传统外差解调极限的限制。并通过仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。在与标准振动源的对标实验中,在距离振动目标17 m、振动目标频率范围为60 Hz~20 kHz的条件下,散射光信号实测幅值范围为21.44 pm~44.21μm,与参考值相比,展示出良好的一致性,表明本文所提频谱分析方法可应用于平稳振动信号的非接触远距离测量。 展开更多
关键词 激光技术 激光测振 频谱分析 多普勒信号 相干探测
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脉冲式激光多普勒测速仪的理论与仿真分析
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作者 陈兰剑 周健 金世龙 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期232-238,共7页
连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表... 连续式激光多普勒测速仪(laser Doppler velocimeter,LDV)受连续激光器功率低、光学系统衍射等因素的影响,限制了其在低空测速当中的应用。通过引入“虚拟距离”对大气分层模型进行拓展,建立了脉冲式LDV的时域回波信号模型。仿真结果表明,脉冲式LDV可通过累积硬目标回波信号速度反演,而且脉冲式LDV不受空间分辨率的限制,可以利用更长的激光脉宽进行探测,理论上验证了脉冲式LDV利用长脉冲进行高精度测速的可行性,为未来脉冲式LDV进行原理实验验证奠定了理论基础。脉冲式LDV可以探测5 km及更远目标散射的回波信号,极大拓展了LDV的工作距离范围,使得LDV可以应用在低空飞行载体组合导航、航天器行星表面着陆导航等需要远距离高精度速度测量的场景。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 脉冲激光 低空测速 大气分层模型
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双目立体摄影测量的风力机叶片振动频率分析
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作者 买买提明·艾尼 刘慧洁 +2 位作者 古丽巴哈尔·托乎提 吴志强 亚库普江·艾合麦提 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1112-1119,1245,1246,共10页
为了准确识别物体模态频率,降低测试成本及环境要求,提出了一种双目摄影测量辨识结构模态频率的方法,并对某型风力机叶片进行了测试。首先,通过两台摄像机从不同方位同步并连续采集振动结构及人工布设的多个标记点的图像;其次,采用高斯... 为了准确识别物体模态频率,降低测试成本及环境要求,提出了一种双目摄影测量辨识结构模态频率的方法,并对某型风力机叶片进行了测试。首先,通过两台摄像机从不同方位同步并连续采集振动结构及人工布设的多个标记点的图像;其次,采用高斯滤波进行图像去噪,经过Canny算子分割特征点边缘信息,用最小二乘法和迭代法拟合圆曲线,对标记点进行高精度的亚像素定位,计算摄像机交会范围内每一个测试点的时间响应函数与三维空间坐标信息;然后,使用KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法实现特征点跟踪匹配,利用改进的快速傅里叶变换算法,将时域信号转换为频域信号,辨识了叶片的前4阶模态频率;最后,与加速传感器、激光多普勒测振仪(laser Doppler vibration,简称LDV)的对比结果表明,双目摄影测量获取的模态频率误差仅在5%范围内,验证了该方法的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 双目摄影 模态频率 激光多普勒 加速度传感器 振动测量
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基于D-LDV的MHD微角振动传感器在位校准方法
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作者 李醒飞 闫慧敏 刘帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1151-1158,共8页
针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器... 针对MHD微角振动传感器宽频带、大量程和非接触的在位校准需求,提出基于双激光多普勒测振仪(D-LDV)的MHD微角振动传感器在位校准方法,阐述了校准系统的工作原理及流程,分析了校准系统的误差来源;开展了在位校准模拟实验,并获取了传感器在25 Hz~1500 Hz内的主要性能指标。实验结果表明,所提方法能够准确校准传感器的复灵敏度参数,非线性误差为0.091%,最大重复性误差为0.54%和0.33°,测试频段内灵敏度幅值和相移测量的扩展不确定度分别为1.42%和0.672°(k=2),满足MHD微角振动传感器的宽频带、大量程的在位校准需求。 展开更多
关键词 角速度传感器 激光多普勒测振仪 在位校准 非接触式 微角振动
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发射倾角对激光多普勒测速仪的性能影响
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作者 席崇宾 周健 +2 位作者 聂晓明 王琦 金世龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期112-120,共9页
发射倾角作为激光多普勒测速仪的关键结构参数,对激光多普勒测速仪的信号质量、信号带宽以及激光多普勒测速仪的测速精度具有重要影响。尤其是在高速运行载体的速度测量中,能否准确、合理地选择发射倾角将极大地影响激光多普勒测速仪的... 发射倾角作为激光多普勒测速仪的关键结构参数,对激光多普勒测速仪的信号质量、信号带宽以及激光多普勒测速仪的测速精度具有重要影响。尤其是在高速运行载体的速度测量中,能否准确、合理地选择发射倾角将极大地影响激光多普勒测速仪的性能。文中从理论上对发射倾角对激光多普勒测速仪的散射光强度、多普勒信号带宽以及各种测速误差的影响进行了仿真分析。理论分析和仿真结果表明:多普勒信号的频率会随着发射倾角的增大而减小,为了降低系统带宽要求,应采用大的发射倾角;激光多普勒测速仪的信噪比会随着发射倾角的增大而增大,当发射倾角大于60°时,这种增大的趋势会减缓。为了提升多普勒信号的信噪比,发射倾角应大于60°;当发射倾角大于80°时,测速误差随发射倾角的增大而迅速增大,其中以测速分辨率引起的相对误差尤为明显。基于仿真分析结果,针对不同的测速范围和测速精度要求,提出了分段设置发射倾角或分段设置采样频率的测量方法,并给出了确定不同测速区间的步骤,同时对分段设置发射倾角和分段设置采样频率的等效性进行了说明。 展开更多
关键词 光学测量 发射倾角 激光多普勒测速仪 信号质量 信号带宽 测速精度
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激光多普勒测速仪方向辨别及低速测量的研究 被引量:21
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作者 周健 魏国 龙兴武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期632-638,共7页
为了解决激光多普勒测速仪速度方向辨别及低速测量的问题,利用双声光调制技术设计了光路系统测量转台的转速。在参考光模式的基础上,对参考光和信号光分别进行移频并设定一定的偏置频率,使得探测器输出信号的频率在偏置频率左右变化。... 为了解决激光多普勒测速仪速度方向辨别及低速测量的问题,利用双声光调制技术设计了光路系统测量转台的转速。在参考光模式的基础上,对参考光和信号光分别进行移频并设定一定的偏置频率,使得探测器输出信号的频率在偏置频率左右变化。理论分析和实验结果表明:双声光调制技术可以有效地辨别速度方向,并且可以实现低速测量;所设计的激光多普勒测速仪的测速精度优于0.35%。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 双声光调制 方向辨别 低速测量
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二维点列式激光多普勒法测量物体速度 被引量:7
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作者 李秀明 黄战华 +2 位作者 李翔宇 张昊 龙宁波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2627-2632,共6页
提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内... 提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 速度测量 二维点列 轨迹波动
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扩展光束型激光多普勒速度测量系统 被引量:17
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作者 李秀明 黄战华 朱猛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1102-1109,共8页
为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统。该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体。该方法有效... 为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统。该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体。该方法有效避免了经典双光束多普勒测速系统由于探测体积小而导致的物体偏离探测区域的情况,因此,在实际测量弹丸速度的过程中能够解决传统多普勒系统因弹道偏差而导致的无法测速的问题。该系统也可以采用并联方式来监测弹丸在弹道不同位置上的速度分布。通过实验对激光束进行了不同尺度的径向扩束,并在此基础上获得了不同散射面积下的多普勒信号。分析结果显示:在速度为10~25m/s时,测量值与实际值的平均误差可以达到1%~2%,表明这种测量方法是有效且可行的。 展开更多
关键词 激光多普勒测速系统 扩展光束 高速弹丸 速度测量
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小流量工况下旋转离心叶轮内部流场PDA测量与分析 被引量:6
10
作者 缪骏 谷传纲 +1 位作者 王彤 刘文华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1209-1213,共5页
在小流量工况下 ,采用 PDA技术对一旋转离心叶轮内部的速度场进行了测量与分析 ,叶轮出口带有无叶扩压器 .对流道内不同流面的数据进行了数据采集和统计 .实验结果表明 ,在小流量工况下 ,沿周向叶轮内的相对速度从吸力面到压力面先减小... 在小流量工况下 ,采用 PDA技术对一旋转离心叶轮内部的速度场进行了测量与分析 ,叶轮出口带有无叶扩压器 .对流道内不同流面的数据进行了数据采集和统计 .实验结果表明 ,在小流量工况下 ,沿周向叶轮内的相对速度从吸力面到压力面先减小后又增大 ,吸力面处的速度大于压力面 ;沿流动方向 ,因流道逐渐变宽 ,相对速度逐渐减小 ;靠近轮盖侧 ,流场结构复杂 ,在流道中部存在低速区 ;沿轴向 ,从盖侧至盘侧 ,相对速度逐渐增大 ,分布逐渐均匀 ;叶轮出口吸力面侧存在气流分离现象 . 展开更多
关键词 离心叶轮 内部流场 小流量 激光多普勒相位测速技术
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用LDV测量旋转流场的窗口效应分析 被引量:6
11
作者 武晓松 张景镇 徐诚 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 1996年第6期533-536,共4页
在应用激光多普勒测速仪测量旋转流场时,如果测量窗口随着旋转流场一起转动,就会产生窗口效应问题。实验研究和理论分析表明,如果测量体积与测量窗口之间的距离太小,则由窗口旋转速度引起的多普勒信号就会进入测速仪的接收系统,该... 在应用激光多普勒测速仪测量旋转流场时,如果测量窗口随着旋转流场一起转动,就会产生窗口效应问题。实验研究和理论分析表明,如果测量体积与测量窗口之间的距离太小,则由窗口旋转速度引起的多普勒信号就会进入测速仪的接收系统,该信号将干扰甚至掩盖流场速度信号而导致测速失败。因此,为了消除窗口效应对流场测速的影响,在测量中除了适当调节测速仪的光学接收系统之外。 展开更多
关键词 窗口效应 激光测速技术 旋转流场 流场测量
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LDV/PIV全场速度测量的误差分析 被引量:8
12
作者 刘应征 罗次申 陈汉平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1404-1407,共4页
针对激光多普勒测速和激光粒子图像速度场测量的实验结果误差 ,提出了一种基于不可压缩流连续性的全场综合误差分析方法 .通过对轴对称旋转流动全场实验测量结果的误差分析发现 ,其实际全场测速综合误差虽然都小于 4% 。
关键词 LDV PIV 全场测速 误差分析 系统误差 激光多普勒测速 粒子图像速度场 流动速度测量
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规整填料单元内流场的三维LDV测量 被引量:4
13
作者 刘春江 李莹珂 +3 位作者 黄莹 陈江波 袁希钢 余国琮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1543-1547,共5页
It has long been recognized that the flow pattern,especially the velocity distribution of the fluid,is of great importance in determining the performance of the equipment using structured packing as its internals.By u... It has long been recognized that the flow pattern,especially the velocity distribution of the fluid,is of great importance in determining the performance of the equipment using structured packing as its internals.By using three-dimensional laser Doppler velocimetry(LDV),the liquid velocity distribution of the glycerol aqueous solution was measured in a typical unit of structured packing(Mellapak 350Y).Time averaged three-dimensional velocity distributions of the unit were measured at different flow rates.The experimental data showed that the liquid velocity profile of the single phase flow was complex because of the special geometry of the unit of structured packing.In the central region of the unit,the liquid was mixed strongly and re-distributed.It was the main cause generating the vortexes and secondary flow. 展开更多
关键词 激光多普勒 规整填料 流场测量
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环形行波压电马达振动模式仿真与测试 被引量:4
14
作者 褚祥诚 袁松梅 +1 位作者 李龙土 桂治轮 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第4期284-286,共3页
采用Matlab6.0工程分析软件数值解析获得 45mm环形行波压电马达的振动模式,并用POLY-TEC-300扫描激光多谱勒技术测试了试样表面的微观振动,获得了有关样品在不同振动模式下定子表面的振动位移以及振动模态信息,为深入研究压电电机的工... 采用Matlab6.0工程分析软件数值解析获得 45mm环形行波压电马达的振动模式,并用POLY-TEC-300扫描激光多谱勒技术测试了试样表面的微观振动,获得了有关样品在不同振动模式下定子表面的振动位移以及振动模态信息,为深入研究压电电机的工作机理及优化样品的结构提供了重要的实验依据。 展开更多
关键词 超声马达 振动模式 激光多谱勒测量
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基于希尔伯特变化的微小振动激光多普勒信号处理 被引量:9
15
作者 武颖丽 吴振森 《中国光学》 EI CAS 2013年第3期415-420,共6页
为了实现对固体目标微小振动参数的测量,建立了微小振动的激光多普勒信号模型。采用希尔伯特数字运算,将激光多普勒振动信号的即时信号采样转化为信号的谱采样。通过频谱计算得到每个振动周期中瞬时频率的平均数,应用差值采样序列积分... 为了实现对固体目标微小振动参数的测量,建立了微小振动的激光多普勒信号模型。采用希尔伯特数字运算,将激光多普勒振动信号的即时信号采样转化为信号的谱采样。通过频谱计算得到每个振动周期中瞬时频率的平均数,应用差值采样序列积分计算得到振动频率,最后根据振动信号频率变化与振幅的关系得到振幅。采用希尔伯特方法对实验测试结果进行处理验证,并分析了误差来源。实验结果表明:实验测量目标的振动振幅约为1.85×10-4m,转动的圆频率约为170 Hz。因此,应用希尔伯特变换方法处理测量的目标微小振动信号,获取目标运动的参数是可行的。 展开更多
关键词 希尔伯特变换 激光多普勒测振 微小振动 信号处理
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声光式激光外差振动测量系统研制与实验研究 被引量:3
16
作者 刘建 冯国英 +2 位作者 谷晓彬 罗韵 周寿桓 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期883-888,共6页
设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统,包括光路部分和信号处理部分,并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明,当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz 频段内时,其测量相对误差分别小于0.15%、0.07... 设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统,包括光路部分和信号处理部分,并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明,当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz 频段内时,其测量相对误差分别小于0.15%、0.07%和0.03%,并且相对误差随着频率的增加而减小;解调信号幅值随着驱动电压的增大而增大,显示出了很好的振幅响应特性。此外,对该系统在小型旋转机械故障监测中的应用进行了实验探究。对一小型旋转机械故障前、后的振动进行了测量,记录了其波形以及频谱信息。测量结果表明,当该旋转设备存在故障时其振动时域波形图发生明显变化;频谱分析结果显示,在175~250 Hz 频段内,频谱幅值相对变小;在250~350 Hz 频段内产生了新的频谱成分,从而验证了将该系统应用于小型旋转机械故障监测中的可行性。 展开更多
关键词 激光外差 振动测量 多普勒 声光效应 锁相环
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基于LDV的离心泵小流量工况内流场测量 被引量:2
17
作者 冯建军 武桦 +1 位作者 罗兴锜 卢金玲 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第2期109-112,122,共5页
为了研究离心泵中的脱流现象,利用二维激光多普勒测速仪对一低比转数带导叶扩压器离心泵叶轮在4种小流量工况下(0.75Qd,0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd)的内部流动进行了精确测量.基于测量结果,得到了各种工况下测量点上的相平均速度场和湍流强... 为了研究离心泵中的脱流现象,利用二维激光多普勒测速仪对一低比转数带导叶扩压器离心泵叶轮在4种小流量工况下(0.75Qd,0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd)的内部流动进行了精确测量.基于测量结果,得到了各种工况下测量点上的相平均速度场和湍流强度场.通过分析测量结果发现在工况0.75Qd下,叶轮内没有脱流发生.而在工况0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd下,叶轮流道中呈现"两流道"脱流现象:相邻两个叶轮流道中的脱流大小和类型完全不同,但此时脱流呈现出120°的周期性,这可能与叶轮叶片数和扩压器导叶叶片数的比率(6∶9)有关.此外,对比分析了各种工况下各个速度分量和湍流强度的分布规律.结果显示:离心泵叶轮内的湍流强度随着流量的减小而增大.在离心泵叶轮出口附近,流量为0.75Qd时,最大湍流强度达到0.06(基于叶轮出口圆周速度u2);而对于工况0.50Qd,0.40Qd和0.30Qd,其最大湍流强度达到了0.12~0.14. 展开更多
关键词 离心泵 小流量工况 测量 激光多普勒测速仪 湍流 “两流道”脱流
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提升管内密相颗粒团的运动行为 被引量:2
18
作者 刘会娥 魏飞 金涌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1632-1635,共4页
The velocity, phase fraction and fluctuation velocity of dense clusters are obtained by analysis of transient velocity signals from laser Doppler velocimeter The local velocity of dense clusters increased linearly wit... The velocity, phase fraction and fluctuation velocity of dense clusters are obtained by analysis of transient velocity signals from laser Doppler velocimeter The local velocity of dense clusters increased linearly with superficial gas velocity, while the cross sectional average solids fraction influence the velocity of dense clusters insignificantly A Boltzmann function is used to describe the velocity radial distribution of dense clusters The radial distribution of the phase fraction for dense clusters is described by using an exponential function With the increase of cross sectional average solids fraction, the local phase fraction of dense clusters increases and the area controlled by dense clusters is enlarged The turbulence intensity of dense clusters is highest in the center of the bed while decreases towards the 展开更多
关键词 提升管反应器 微观流动结构 密相颗粒团 运动行为 固含率概
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基于多普勒加速度计扭振测量的研究 被引量:6
19
作者 黄震 刘彬 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期276-279,共4页
报告了一种基于激光多普勒角加速度计原理进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴同一个截面上2点,两束反射光发生多普勒频移,通过光学配... 报告了一种基于激光多普勒角加速度计原理进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴同一个截面上2点,两束反射光发生多普勒频移,通过光学配置,使前后两个时刻光信号在光探测器上发生光学混频,进而直接测量到转轴转动角加速度,实现扭振测量。与其它激光多普勒扭振测量方法相比,极大地扩大了扭振测量的动态范围,对大型回转机械运行状态监测和故障诊断具有实用价值。 展开更多
关键词 计量学 扭振测量 激光多普勒技术 角加速度计
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基于Labview和Matlab的多普勒信号的处理 被引量:2
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作者 张涛 钟莹 +1 位作者 冷长林 张国雄 《计量学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期138-141,共4页
研究了对激光多普勒信号的处理方法,利用Labview和Matlab软件的强大信号处理功能,对采集的多普勒信号进行小波滤波,并经过时频分析,得到被测器件的运动参量(速度、位移、加速度)。与其它处理方法相比,该方法有效地提高了整个软件处理系... 研究了对激光多普勒信号的处理方法,利用Labview和Matlab软件的强大信号处理功能,对采集的多普勒信号进行小波滤波,并经过时频分析,得到被测器件的运动参量(速度、位移、加速度)。与其它处理方法相比,该方法有效地提高了整个软件处理系统的分辨率和测量精度。 展开更多
关键词 计量学 振动测量 小波滤波 时频分析 多普勒信号 微机电系统
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