Оптические методы исследования потоков: монография
Год издания: 2003
Издательство: Сибирское университетское издательство
Объем (стр.):
416
Постраничный просмотр для данной книги Вам недоступен.
Оплатить доступ к режиму онлайн-чтения.
Монография содержит систематическое и вместе с тем доступное изложение методов и средств оптической диагностики потоков газовых и конденсированных сред. Особое внимание уделяется лазерной доплеровской анемометрии, исследованию полей фазовой оптической плотности методами гильберт-оптики, визуализации полей скоростей в реальном времени, 2D и 3D технологиям измерений кинематических и структурных параметров потоков. Обсуждаются вопросы применения оптической диагностики в экспериментальной гидро- и аэродинамике, теплофизике и в промышленном производстве, связанном с необходимостью невозмущающего контроля. Выявляется и прослеживается общность подходов в анализе и синтезе основных оптических средств диагностики потоков. Изложение ведется с позиций теории линейных систем в оптике, что делает книгу понятной широкому кругу читателей.
Предназначена для специалистов в области прикладной оптики, измерительной техники, а также для всех, использующих в своей работе оптические методы контроля и измерений.
Табл. 6, ил. 266, библиогр. 304.
Предназначена для специалистов в области прикладной оптики, измерительной техники, а также для всех, использующих в своей работе оптические методы контроля и измерений.
Табл. 6, ил. 266, библиогр. 304.
Предисловие | 5 |
Глава 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ В ОПТИКЕ | 7 |
1.1. Пространство как линейная система по отношению к оптическому сигналу | 7 |
1.2. Линза как квадратичный фазовый фильтр | 18 |
1.3. Оптическое преобразование Фурье | 25 |
1.4. Оптическое преобразование Фурье с переменным масштабом | 30 |
1.5. Гауссовы пучки и их распространение | 36 |
1.6. Интерференция оптических волн | 43 |
1.7. Преобразование Гильберта | 49 |
1.8. Фотоэлектрическое преобразование сигналов | 57 |
1.9. Методы частотной модуляции излучения | 63 |
1.10. Оптический эффект Доплера | 74 |
Литература | 78 |
Глава 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА ЛДА В К-ПРОСТРАНСТВЕ | 79 |
2.1. Базовые схемы ЛДА | 79 |
2.2. Когерентные эффекты в оптическом сигнале | 85 |
2.3. ЛДА с компенсацией низкочастотного пьедестала в доплеровском сигнале | 92 |
2.4. Схемы с фотосмешением боковых полос фурье-спектра оптического сигнала | 99 |
2.5. Определение знака скорости и перенос спектра доплеровского сигнала | 105 |
2.6. Оптические методы селекции вектора скорости | 112 |
2.7. Оптико-электронные методы селекции вектора скорости | 121 |
Литература | 129 |
Глава 3. СТРУКТУРА ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА В ДОПЛЕРОВСКОЙ АНЕМОМЕТРИИ | 133 |
3.1. Оптический сигнал от точечных частиц | 133 |
3.2. Структура некогерентного многочастичного сигнала | 148 |
3.3. Структура когерентного многочастичного сигнала | 157 |
3.4. Влияние размера частиц на структуру некогерентного сигнала в дифференциальной схеме | 167 |
3.5. Влияние размера частиц на структуру когерентного сигнала в дифференциальной схеме | 179 |
3.6. Влияние размера частиц на структуру сигнала в схеме с опорным пучком | 181 |
3.7. Фотосмешение боковых полос фурье-спектра оптического сигнала от частиц конечного размера | 185 |
Литература | 191 |
Глава 4. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД, ОСНОВАННЫЕ НА ЛАЗЕРНЫХ ДОПЛЕРОВСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ | 193 |
4.1. Принцип неопределенности для оптического сигнала в лазерных доплеровских измерительных системах | 193 |
4.2. Адаптивная временная селекция вектора скорости | 196 |
4.3. Селекция и обработка сигналов в доплеровских измерительных технологиях | 211 |
4.4. Редукция времяпролетной ширины спектра сигнала | 220 |
4.5. Особенности применения полупроводниковых лазеров для оптических измерений скорости | 227 |
4.6. Адаптивная пространственно-временная селекция вектора скорости | 232 |
4.7. Лазерная доплеровская анемометрия потоков с фазовыми неоднородностями | 236 |
4.8. Фотодинамические эффекты в лазерной доплеровской анемометрии | 244 |
4.9. Измерение размеров частиц методами ЛДА | 253 |
4.10. Оптические схемы ЛДА с когерентной обратной связью | 264 |
4.11. ЛДА с оптическими частотными дискриминаторами | 275 |
4.12. 3D Лазерная доплеровская визуализация поля скоростей | 282 |
Литература | 290 |
Глава 5. РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ УСТРОЙСТВ | 295 |
5.1. ЛДА для измерения одной компоненты скорости | 295 |
5.2. Лазерные доплеровские измерители вектора скорости | 303 |
5.3. Лазерная доплеровская визуализация поля скоростей | 316 |
5.4. Оптическая диагностика поверхностных волновых структур | 324 |
5.5. Лазерные измерители скорости и линейных размеров | 338 |
5.6. Оптический метод исследования газожидкостных потоков в регулярных шаровых структурах | 344 |
Литература | 349 |
Глава 6. ГИЛЬБЕРТ-МЕТОДЫ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ | 351 |
6.1. Изотропное преобразование Гильберта | 351 |
6.2. Реализация оптических процессоров, выполняющих преобразования Гильберта и Фуко-Гильберта | 365 |
6.3. Реконструкция функции прозрачности амплитудно-фазовых объектов по комплементарным тенеграммам Фуко-Гильберта | 372 |
6.4. Измерители линейных размеров и оптического качества деталей | 380 |
6.5. Экспериментальное исследование параметрически возбужденных волн на поверхности жидкости методом изотропной гильберт-визуализации | 393 |
6.6. Применение гильберт-визуализаторов в экспериментальной гидро- и газодинамике | 401 |
Литература | 412 |