Logo PTB

Laser-Doppler-Anemometer Messprinzipien

Die heute gebräuchlichen Laser-Doppler-Anemometer (LDA) sind vom Kreuzstrahl-Typ. Der Überlappungsbereich ihrer beiden Strahlen wird als Messvolumen bezeichnet, das eine ellipsoidale Form hat mit einer Länge von einem Millimeter und einem Durchmesser von 100 μm. Für eine Vielzahl von Anwendungen ist dieses Messvolumen zu groß wie z. B. in der Nähe von Oberflächen oder in Wirbeln, wo starke Gradienten in Strömungen auftreten. Da der Verkleinerung des Messvolumens natürliche Grenzen gesetzt sind, wurde in der PTB der Weg bereitet, gleichzeitig auch den Ort des in der Strömung mitgeführten Streuteilchens zu messen. Die Zuordnung des Messortes zur Geschwindigkeit erlaubt die Messung von Geschwindigkeitsprofilen innerhalb des Messvolumens. Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, die hohe Ortsauflösungen im μm-Bereich erlauben, die das Messvolumen bis zu einer Länge von 100 mm verlängerten, die gleichzeitig auch den Durchmesser des Streuteilchens hochauflösend bestimmen und auch mehrere Geschwindigkeitskomponenten gleichzeitig messen. Zur Illustration der Funktionsweise dieser Profil-, Linien- und Grenzschichtsensoren wurden Animationen erstellt, die auf den folgenden Seiten präsentiert werden: