ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТОЧНОСТЬ МЕТОДОВ ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ АНЕМОМЕТРИИ В РЕЖИМЕ ОДНОЧАСТИЧНОГО РАССЕЯНИЯ
В.С. Соболев, Г.А. Кащеева
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 1
sobolev@iae.nsk.su
Ключевые слова: лазерная доплеровская анемометрия, максимально правдоподобные оценки, потенциальная точность измерений, laser Doppler anemometry, maximum likelihood estimates, potential measurement accuracy
Страницы: 74-80
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Аннотация
Определена потенциальная точность методов лазерной доплеровской анемометрии для режима одночастичного рассеяния, когда единственным мешающим фактором является дробовой шум, порождаемый самим оптическим сигналом. Задача решена на основе методологии максимального правдоподобия с использованием компьютерного моделирования. Исходными параметрами для моделирования выбраны: число реальных или виртуальных интерференционных полос в измерительном объёме анемометра, частота дискретизации сигнала и ряд типичных значений отношений сигнал/дробовой шум. В качестве оцениваемых параметров взяты: доплеровская частота как основной параметр, несущий информацию о скорости процесса; амплитуда сигнала, содержащая информацию о размерах рассеивающих частиц и их концентрации; момент появления частиц в центре измерительного объёма анемометра, знание которого необходимо при восстановлении реализации скорости исследуемого потока как функции времени. Полученные оценки показали очень слабое влияние дробового шума (0,004-0,04 %) на точность определения частоты во всём диапазоне задаваемых значений исходных параметров. Для амплитуды сигнала и момента появления рассеивающих частиц в центре измерительного объёма вносимые дробовым шумом погрешности лежат в диапазоне 0,2-3,5 % и при достаточно большом числе интерференционных полос (>20) не превышают 0,2 % независимо от уровня дробового шума.
DOI: 10.15372/AUT20170310 |
