Система лазерной доплеровской анемометрии FlexLDA

Система лазерной доплеровской анемометрии FlexLDA

Настройка и калибровка в заводских условиях

Система FlexLDA состоит из оптики FlowExplorer, процессора BSA и программного обеспечения BSA Flow

Измерение скорости потока с помощью предварительно настроенной и откалиброванной системы лазерной доплеровской анемометрии

Лазерная доплеровская анемометрия (LDA) — оптический метод, который идеально подходит для бесконтактного точечного измерения скорости и турбулентности в рамках разнообразных вариантов применения динамики жидкости и газа. Система FlexLDA представляет собой полнофункциональное законченное решение для рабочих расстояний до 500 мм и скоростей до 68 м/с. Стабильная надежная конструкция этой системы предусматривает использование компактных лазеров и ячеек Брэгга. Система очень проста в настройке благодаря заводской юстировке и калибровке оптики. Обработка сигналов выполняется хорошо зарекомендовавшим себя спектроанализатором импульсов (BSA) с использованием надежного быстрого преобразования Фурье (FFT) в реальном времени. Калибровочные данные загружаются в программный пакет BSA Flow, позволяющий получить наиболее точные результаты непосредственно в единицах скорости (м/с или фут/с).

Основные преимущества

•     Быстрая настройка системы благодаря заводской юстировке и подготовке к использованию

•     Калибровка с погрешностью 0,11 %

•     Конфигурации для работы с одним или двумя компонентами скорости

•     Измерительное расстояние от 300 мм до 500 мм

•     Надежная обработка сигналов быстрым преобразованием Фурье в реальном времени

•     Оперативное представление конечных результатов благодаря обработке в реальном времени

•     Обширные возможности графического представления результатов и обмена данными

•     Отображение в реальном времени сигналов, результатов проверки и скорости передачи данных

•     Подключение к компьютеру через интерфейс Wi-Fi, LAN или USB

Принципы работы системы FlexLDA

Метод лазерной доплеровской анемометрии использует эффект Доплера, возникающий при рассеивании лазерного излучения на засеянных в газовом или жидкостном потоке частицах. Внутри оптической подсистемы FlowExplorer лазерный луч разделяется на две части, а затем фокусируется в точке с целью формирования измеряемого объема. Рассеянный свет с доплеровским сдвигом, отраженный от каждой частицы, проходит через измеряемый объем, фокусируется и передается процессору обработки сигналов для последующего определения скорости частиц. Лазерная доплеровская анемометрия обладает следующими основными преимуществами по сравнению с другими методами измерения скорости потока: оптический метод не возмущает поток; передаточная функция линейна и может определяться с высокой точностью; возможно измерение небольших объемов; высокочастотный отклик в хорошо засеянных частицами потоках; и абсолютная точность результатов измерений, которая не имеет себе равных благодаря калиброванной оптике и высокой производительности процессора обработки сигналов. Система FlexLDA состоит из трех основных компонентов: оптическая подсистема, процессор обработки сигналов и программное обеспечение.

Доступны конфигурации для одно- или двухкомпонентных измерений.

Одно- и двухмерные конфигурации системы FlexLDA

Оптическая подсистема

Откалиброванное решение для лазерной доплеровской анемометрии

Оптический приемопередатчик юстирован и откалиброван в заводских условиях, поэтому система FlexLDA является идеальным решением в тех случаях, когда требуется документирование погрешности измерений.

Погрешность калибровки скорости составляет 0,11 % (коэффициент охвата равен 2). Разрешающая способность по скорости лучше 0,002 % выбранного диапазона скорости.

Системы имеют одну оптическую головку с одним или двумя лазерами, которая подключена к одно- или двухканальному процессору BSA.

Процессор обработки сигналов

Быстрый и мощный полнофункциональный процессор

Быстрый и мощный полнофункциональный процессор BSA F100 снабжен интерфейсами Ethernet, Wi-Fi и USB, благодаря чему его можно подключить к персональному компьютеру по проводной или беспроводной локальной сети, а также используя USB-кабель. В больших помещениях или при необходимости дистанционного доступа такие возможности подключения позволяют легко установить процессор вблизи исследовательского оборудования, а персональный компьютер — на достаточно большом расстоянии, чтобы обеспечить безопасность и/или удобство размещения.

Процессор охватывает диапазон скоростей до 68 м/с в зависимости от конфигурации оптики. Используется надежная обработка быстрым преобразованием Фурье (FFT).

Настройка системы очень проста и удобна для пользователя, так как она выполняется непосредственно в единицах скорости на основе центральной скорости и значения диапазона скоростей.

Программное обеспечение процессора включает в себя блок интерактивного контроля сигналов, который в реальном времени предоставляет пользователю информацию о качестве сигналов, скорости передачи данных, проверке, совпадении каналов, анодном токе и чувствительности. В результате получаем мощный инструмент для оптимизации значений параметров, настраиваемых пользователем. Такой инструмент используется во время настройки и отслеживания результатов измерений.

Более подробные сведения о процессоре обработки сигналов представлены в описании технических характеристик спектроанализатора импульсов (BSA) «Burst spectrum Analyser (BSA)» на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Анализ данных

Наиболее гибкое всеобъемлющее программное обеспечение для лазерной доплеровской анемометрии (ЛДА)

Система FlexLDA комплектуется программным пакетом BSA Flow и дополнительным модулем для расширения возможностей работы с графикой.

Программный пакет BSA Flow прост в использовании благодаря пользовательскому интерфейсу на основе последовательности операций и предоставляет обширные возможности графического представления результатов и обмена данными. Настройка системы, в том числе конфигурации оптики и параметров процессора, осуществляется с помощью программного обеспечения. Предоставляются инструменты, позволяющие анализировать и отображать определяемые пользователем данные, динамически обновляемые во время проведения измерений.

В целях обеспечения максимальной гибкости анализ данных можно настроить с помощью встроенного модуля расчетов, языка программирования Python или модуля MatLab Link. Графическое представление данных возможно в виде векторных, двухмерных (линии и точки) и трехмерных графиков. Графики и числовые результаты можно добавлять в отчеты об измерениях. Для таких отчетов используется формат PDF или HTML. Числовое представление результатов возможно в двоичном, ASCII-, MS Excel- и TecPlot-форматах.

Дополнительные сведения о функциях и возможностях программного обеспечения представлены в описании характеристик программного пакета BSA Flow на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Конфигурации системы FlexLDA

Для системы FlexLDA доступны одно- и двухмерные конфигурации.

Дополнительные возможности

Для системы FlexLDA доступны дополнительные компоненты, позволяющие удовлетворить требования соответствующего варианта применения этой системы. Ниже указаны возможные дополнения.

Элементы крепления оптики. Доступны регулируемые опоры, обеспечивающие вращение головки FlowExplorer вокруг оси, перпендикулярной ее оптической оси (панорамирование), а также позволяющие точно настроить панораму, наклон и смещение.

Обновление процессора. Процессор BSA F100 можно заменить на процессор BSA F600 с максимальной частотой 120 МГц, чтобы получить возможность измерения более высоких скоростей.

Дополнительные программные модули. Доступны программные модули для спектра/корреляции, циклических явлений, сценариев, MATLAB Link, лазерно-индуцированной флуоресценции LIF и параметрического анализа. Ознакомьтесь с отдельным описанием технических характеристик, доступном на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Механизм перемещения. В систему можно добавить программно-управляемый автоматический механизм перемещения по одной, двум или трем координатам с целью картографирования потоков. Программное обеспечение совместимо с несколькими стандартными контроллерами перемещения. Ознакомьтесь с отдельным описанием технических характеристик, доступном на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Распыливание частиц. Для воздушных потоков доступен целый ряд распылителей жидкостных капель и твердых частиц. Также доступны разнообразные взвешенные частицы, предназначенные для добавления в жидкостные потоки. Ознакомьтесь с отдельными описаниями технических характеристик, доступными на веб-сайте компании Dantec Dynamics.

Технические характеристики