Лазерный доплеровский анемометр с адаптивной временной селекцией и визуализацией вектора скорости (в дальнейшем ЛДА или лазерный анемометр) предназначен для прецизионного бесконтактного измерения вектора скорости потоков; Применяется в гидро- и аэродинамических исследованиях, в промышленных технологических процессах для измерения скорости жидкостных и газовых потоков.
Экспериментальные методы измерений кинематических и структурных параметров нестационарных вихревых потоков достаточно сложны и требуют использования развитых и самых современных методов диагностики. Лазерные доплеровские измерители скорости, выполненные на основе современных достижений лазерной оптики и электроники, обеспечивают необходимый уровень чувствительности, точности и воспроизводимости показаний.
В проводимых экспериментах использовалась разработка (ЛАД-06И) коллектива из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, подробнее о данной системе можно посмотреть на сайте
Доплеровский метод измерения скоростей основан на измерении частоты лазерного излучения, рассеянного движущимся объектом. Лазерный пучок, характеризуемый частотой ω0 и волновым вектором k0 (|k0| = ω0/c, где c – скорость света), падает на движущийся со скоростью V объект и рассеивается в разные стороны. Рассеянная волна при этом характеризуется волновым вектором ks и частотой ωs. Взаимосвязь между оптическими частотами ω0 и ωs определяется выражением: ωs = ω0 [1 − (v/c) cos θ] / [1 − (v/c) cos ϑ], где θ - угол между направлением распространения лазерного пучка и направлением движения объекта, ϑ - угол между направлениями регистрации волны и движения объекта. Это соотношение положено в основу доплеровского метода измерения скоростей. Оно позволяет определить скорость объекта по измеренной частоте рассеянной волны при известных параметрах ω0, θ, ϑ.
Лазерные измерители по взаимному расположению фотоприемника, передатчика и объекта подразделяются на два основных вида. Первые работают в режиме так называемого прямого светорассеяния. В них фотоприемник и передатчик располагаются по разные стороны объекта. Такие измерители, естественно, применяются только для исследования движения прозрачных объектов (газов, жидкостей и т. п.). Вторые работают в режиме обратного светорассеяния. Фотоприемник в таких системах расположен с той же стороны, что и формирователь зондирующего поля (относительно исследуемого объекта). Приемная и передающая оптические схемы могут быть совмещены в едином корпусе, что облегчает юстировку измерителя относительно объекта.