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Doppler-Global-Velozimetrie mit Laserfrequenzmodulation zur präzisen Messung von Geschwindigkeitsprofilen (Doppler Global Velocimetry with Laser Frequency Modulation for Precise Measurements of Velocity Profiles)

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Published/Copyright: September 25, 2009
tm - Technisches Messen
From the journal Volume 73 Issue 4

Abstract

Es wird ein neuartiges Doppler-Global-Velozimetrie(DGV)-Verfahren mit Laserfrequenzmodulation zur berührungslosen flächenhaften Geschwindigkeitsmessung in einer Strömung beschrieben. Die DGV-Technik beruht auf der Auswertung der Intensitätsänderung, die durch eine Laserfrequenzänderung aufgrund des Doppler-Effektes an der Flanke einer molekularen Absorptionskennlinie hervorgerufen wird. Bei dem konventionellen DGV-Verfahren werden zwecks Referenzierung zwei Kameras verwendet. Dadurch können so genannte Bildausrichtungsfehler auftreten, die das Messergebnis wesentlich verfälschen. Bei dem neuen DGV-Verfahren mit Laserfrequenzmodulation wird hingegen nur eine Kamera benötigt, sodass Bildausrichtungsfehler entfallen und eine geringere Messunsicherheit erreicht werden kann. Es wird experimentell gezeigt, dass bei dem neuen Verfahren Streulichtintensitätsschwankungen die Messunsicherheit nicht beeinträchtigen, falls die Modulation der Laserfrequenz hinreichend schnell ist. Die minimal gemessene Messunsicherheit betrug 0.02 m/s.

Abstract

A novel Doppler global velocimetry (DGV) method with laser frequency modulation is described which enables contactless measurements of the velocity in a plane of a flow. The measurement principle is based on the evaluation of a change in laser light intensity caused by a Doppler-frequency shift at the edge of a molecular absorption curve. The conventional DGV technique uses two cameras for referencing. As a result image misalignments occur causing high measurement errors. Using the novel DGV technique with laser frequency modulation, only one camera is necessary whereby misalignment errors can not occur and a lower measurement uncertainty is attainable. It is shown by experimental results that changes in light intensity do not cause a higher measurent error, if the modulation frequency has been chosen sufficiently high. The lowest uncertainty measured of the new DGV method was 0.02 m/s.

Keywords: velocity field measurement; Doppler effect; frequency modulated laser diodes
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Literatur

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Published Online: 2009-09-25
Published in Print: 2006-04-01

© Oldenbourg Verlag

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  12. Veranstaltungen von April bis September 2006
https://doi.org/10.1524/teme.2006.73.4.237
Keywords for this article
velocity field measurement; Doppler effect; frequency modulated laser diodes

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  11. Produktinformationen
  12. Veranstaltungen von April bis September 2006
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