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Dr.-Ing. Frank Hüttmann

Statikgebäude Haus IV / Raum 116
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Fax  +49 (0) 381 498 - 9312
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Übersicht

Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)

> Messprinzip
> Technische Daten

Kurzinformationen

Fluid

Fluide:
Flüssigkeiten und Gase

Dimension (D)

Dimension des Messverfahrens:
0D ... punktförmig
1D ... linienförmig
2D ... flächig (eben)
3D ... räumlich

Komponente (K)

Anzahl der messbaren Geschwindigkeitskomponenten:
1K ... eine Raumrichtung
2K ... zwei Raumrichtungen
3K ... drei Raumrichtungen

FFT

fast Fourier transform
schnelle Fourier-Transformation

Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)

Messprinzip

Die Laser-Doppler-Anemometrie ist ein berührungsloses, punktförmiges sowie zeitlich hoch auflösendes Messverfahren zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeiten in optisch zugänglichen Fluiden.

Für jede zu messende Komponente der Fluidgeschwindigkeit wird ein Paar kohärenter Laserstrahlen mit (fast) gleicher Wellenlänge bzw. Farbe benötigt, die auf ein gemeinsames Messvolumen fokusiert werden. Jedes Strahlenpaar bildet in seinem Schnittpunkt, dem Messvolumen, ein Interferenzmuster in Form von hellen und dunklen Streifen aus.

Ein kleines Partikel, das sich mit dem Fluid durch dieses Messvolumen bewegt, liefert ein Streulichtsignal, das proportional zum Betrag der Komponente der Fluidgeschwindigkeit ist, die senkrecht durch die jeweiligen Interferenzflächen verläuft. Mittels definierter kleiner Unterschiede in der Wellenlänge der Strahlen eines Strahlenpaares entsteht im Messvolumen ein "laufendes" Interferenzstreifenmuster, das die Erkennung der Richtung ermöglicht, in der sich das Partikel senkrecht durch die Interferenzflächen bewegt hat.

Die Streulichtsignale der Partikel werden für jedes Strahlenpaare mit Photodetektoren separat erfasst sowie mit FFT-Analysatoren ausgewertet und in einen Wert für die jeweilige Komponente der Fluidgeschwindigkeit umgerechnet.

Details und weitere Informationen: siehe Fachliteratur zur Strömungsmesstechnik.

Technische Daten

Mobiles 3-Komponenten Laser-Doppler Anemometer (LDA)

  • 2-Komponenten-Optik:
    • Brennweite: 250 mm (auch: 400 mm oder 500 mm)
    • Ar-Ionen-Laser: 300 mW (luftgekühlt)
  • 1-Komponenten-Optik:
    • Brennweite: 250 mm (auch: 400 mm oder 500 mm)
    • NdYAG-Laser: 300 mW (frequenzverdoppelt)
  • 2-Komponenten- und 1-Komponenten-Optik kombiniert sowie unabhängig voneinander einsetzbar
  • Glasfaser-Lichtleiteroptik
  • Signalauswertung: 3 BSA Prozessoren (FFT-Analysatoren)
  • vollautomatische Datenerfassung

3-Komponenten Laser-Doppler Anemometer (LDA) am Rundlaufkanal

  • tauchbare 3-Komponenten-Optik:
    • Brennweite: 600 mm
    • Ar-Ionen-Laser: 6 W (wassergekühlt)
  • Glasfaser-Lichtleiteroptik
  • Signalauswertung: 3 BSA Prozessoren (FFT-Analysatoren)
  • vollautomatische Datenerfassung
3-Komponenten Laser-Doppler Anemometrie am Nachlauf eines Vibrissenkörpers (DFG SPP1207)
3-Komponenten Laser-Doppler Anemometrie am Nachlauf eines Vibrissenkörpers (DFG SPP1207)
Unterwasser-3D-LDA-Messungen im Nachlauf eines Zylinderstumpfes
Unterwasser-3D-LDA-Messungen im Nachlauf eines Zylinderstumpfes