[发明专利]一种干涉瑞利散射湍流度测量方法及装置

权利要求书

1.一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据激光器（1）的波长调谐范围、气体流场（9）的速度范围，确定背景干扰信号和瑞利散射信号的光谱范围；

确定滤波介质（14），所述滤波介质（14）用于滤除背景干扰信号，保留瑞利散射信号；

调谐激光器（1）的输出波长，使激光器（1）输出的激光的中心波长位于滤波介质（14）特征吸收峰的中心位置处；

确定气体流场（9）的测点位置（10），将激光器（1）输出的激光聚焦于测点位置（10）得到瑞利散射信号；

将测点位置（10）的瑞利散射信号收集并整形成平行光后，照射至滤波介质（14）；

利用干涉仪（15）将穿过滤波介质（14）的瑞利散射信号形成干涉条纹；

利用探测器（17）采集记录瑞利散射信号经干涉仪（15）形成的干涉条纹；

将探测器（17）采集记录的干涉条纹数据传输至图像处理装置（19），图像处理装置（19）获取干涉条纹相对于参考激光形成的干涉条纹的位置偏移量；

获取气体流场（9）速度引起的多普勒频移量，得到气体流场（9）湍流度结果。

2.根据权利要求1所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，滤波介质（14）为汞，其工作饱和蒸汽压范围为0.001torr-0.445torr。

3.根据权利要求1所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，滤波介质（14）为碘，其工作饱和蒸汽压范围为0.43torr-2.4torr。

4.根据权利要求1所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，获取参考激光形成的干涉条纹包括以下步骤：

将激光器（1）输出的激光经分光镜（3）分成主光束（5）和次光束（4），主光束（5）在测点位置（10）得到瑞利散射信号；次光束（4）经光纤耦合后照射至干涉仪（15），得到参考激光形成的干涉条纹。

5.根据权利要求4所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，主光束（5）经透镜（6）聚焦成光束（7），光束（7）的束腰在测点位置（10）处与流场气体作用，产生瑞利散射信号。

6.根据权利要求1所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，利用第一收光透镜（16）和探测器（17）采集记录瑞利散射信号经干涉仪（15）形成的干涉条纹。

7.根据权利要求1所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量方法，其特征在于，激光器（1）的线宽≤10kHz，吸收率≥95%。

8.一种干涉瑞利散射湍流度测量装置，其特征在于，包括激光器（1）、分光镜（3）、试验段（8）、滤波介质器（14）、干涉仪（15）、图像处理装置（19）；

分光镜（3）用于将激光器（1）输出的激光经分光镜（3）分成主光束（5）和次光束（4）；

滤波介质器（14）用于在试验段（8）处理主光束（5）得到瑞利散射信号；

干涉仪（15）用于将穿过滤波介质（14）的瑞利散射信号形成干涉条纹、将次光束（4）形成参考激光的干涉条纹；

图像处理装置（19）用于获取干涉条纹相对于参考激光形成的干涉条纹的位置偏移量，得到试验段（8）中气体流场（9）速度引起的多普勒频移量、气体流场（9）湍流度结果。

9.根据权利要求8所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量装置，其特征在于，滤波介质器（14）中的滤波介质为碘，其工作饱和蒸汽压范围为0.43torr-2.4torr。

10.根据权利要求8所述的一种干涉瑞利散射湍流度测量装置，其特征在于，滤波介质器（14）中的滤波介质为汞，其工作饱和蒸汽压范围为0.001torr-0.445torr。