3D速度場多普勒測速儀是專業(yè)為非接觸式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)空間解析測速而設(shè)計(jì)的3D速度場多普勒測速系統(tǒng),可測量某個(gè)平面的三維速度場分布,采用光纖束采集散射光，以一定觀察角度可包含速度矢量的三個(gè)速度分量。這種3D速度場多普勒測速儀由三個(gè)速度分量采集系統(tǒng)和2個(gè)相機(jī)組成，當(dāng)采集區(qū)域中顆粒散射被探測器收集到時(shí)，每個(gè)觀察方向與對(duì)應(yīng)的速度矢量一致。3個(gè)光纖束放置于不同觀察方向，速度矢量計(jì)算后就可獲得三個(gè)獨(dú)立的速度分量。

圖1：3D光纖平面多普勒測速儀實(shí)驗(yàn)圖

圖2：3D速度場多普勒測速儀實(shí)驗(yàn)布局圖
上圖圖2給出了一種特殊相干成像束，三個(gè)光纖束倒入到3合1的相干成像組合器。每路光纖束采集不同視角的粒子散射圖像，每個(gè)視角都對(duì)應(yīng)一個(gè)速度分量。后端CCD采集到3個(gè)光纖束的數(shù)據(jù)。光纖束是相干的，且可以做到幾十米長，3合一的光纖束相干合束器把采集的數(shù)據(jù)輸送給多普勒測速系統(tǒng)。3個(gè)速度分量由一個(gè)分子濾波室和2個(gè)相機(jī)，每個(gè)相機(jī)接收來自于三個(gè)光纖束的3個(gè)信號(hào)。

圖4：3D速度場多普勒測速儀結(jié)果-飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的三個(gè)速度分量矢量圖,平均100幀/秒,測量秒你為5.8cm x 5.8cm.