Velocimetría láser Doppler ( LDV )

Velocimetría Doppler Láser

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Velocimetría láser Doppler ( LDV ) , también conocido como láser Doppler anemometría ( LDA ) , es la técnica de usar el desplazamiento Doppler en un haz de láser para medir la velocidad de los flujos de fluidos transparentes o semi - transparentes , o el movimiento lineal vibratorio o de opaco , lo que refleja , superficies.

LDA centro operativo en el Laboratorio de Tecnología de Gas ( Poznan University of Technology) .

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1 origen Tecnología

2 Principios de funcionamiento

3 Aplicaciones

3.1 Flujo de investigación

3.2 Aplicaciones médicas

3.3 Vibraciones y Acústica

3.4 Ratón

3.5 navegación

4 Véase también

5 Referencias

6 Enlaces externos

1 - . Origen Tecnología [ editar ]

Con el desarrollo del láser de helio -neón ( He-Ne ) en el Bell Telephone Laboratories en 1962 , la comunidad óptica tenía disponible una fuente de radiación electromagnética de onda continua altamente concentrado a una longitud de onda de 632,8 nanómetros (nm ) , en la porción roja del espectro visible . [ 1 ] pronto se muestra la medición de flujo de fluido podría hacerse a partir del efecto Doppler en un haz de He-Ne dispersada por muy pequeñas esferas de poliestireno arrastradas en el líquido . [ 2 ]

En los laboratorios de investigación de Brown Engineering Company (más tarde Teledyne Brown Engineering) , este fenómeno se utiliza en el desarrollo del primer medidor de flujo con láser Doppler utilizando el procesamiento de señales heterodino . [ 3 ]

El instrumento fue pronto llamado el velocímetro láser Doppler ( LDV ) y la técnica de velocimetría láser Doppler , también abreviado LDV . Otro nombre de la aplicación es de láser Doppler anemometría ( LDA ) . Aplicaciones LDV primeros variaron de medir y mapear los gases de escape de los motores de cohetes con una velocidad de hasta 1.000 m / s para determinar el flujo de sangre en una arteria cerca de la superficie . Una variedad de instrumentos similares se han desarrollado para la vigilancia de superficie sólida , con aplicaciones que van desde la medición de velocidades de productos en líneas de producción de las fábricas de papel y acero , a la medición de frecuencia de vibración y la amplitud de las superficies . [ 4 ]

2 - . Principios de funcionamiento [ editar ]

En su forma más simple y el más utilizado en la actualidad , LDV cruza dos haces de luz láser colimado , monocromática , coherente y en el flujo del fluido que está siendo medido . Los dos haces se obtienen habitualmente mediante el fraccionamiento de un solo haz , asegurando así la coherencia entre los dos. Los láseres con longitudes de onda en el espectro visible ( 390-750 nm ) se utilizan comúnmente , que son típicamente He- Ne, de iones de argón o diodo láser , permitiendo la trayectoria del haz debe ser respetado. A la óptica de transmisión se centra las vigas para intersectar a la cintura ( el punto focal de un rayo láser ) , donde interfieren y generan un conjunto de franjas rectas . Como partículas ( que pueden tener origen natural o inducido ) arrastradas en el paso de fluido a través de las franjas, que reflejan la luz que se recoge a continuación, por una óptica que reciben y se centró en un fotodetector (típicamente un fotodiodo de avalancha ) .

Los fluctúa de luz reflejados en la intensidad , la frecuencia de las cuales es equivalente al desplazamiento Doppler entre el incidente y la luz dispersada , y es por lo tanto proporcional a la componente de velocidad de las partículas que se encuentra en el plano de los dos haces de láser . Si el sensor está alineado con el flujo de tal manera que las franjas son perpendiculares a la dirección de flujo , la señal eléctrica desde el fotodetector será entonces proporcional a la velocidad de la partícula completa . Mediante la combinación de tres dispositivos (por ejemplo , de He-Ne , de iones de argón , y el diodo láser ) con diferentes longitudes de onda , los tres componentes de la velocidad de flujo se pueden medir simultáneamente [ 5 ] .

Otra forma de LDV , en particular utilizado en la evolución dispositivo primeros , tiene un enfoque completamente diferente similar a un interferómetro . El sensor también divide el haz láser en dos partes , uno ( el haz de medición ) se centra en el flujo y el segundo ( el haz de referencia ) pasa fuera del flujo . El aparato receptor óptica proporciona una ruta de acceso que se cruza con el haz de medición

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