Reduzierung der systematischen Messunsicherheit in der Doppler-Global-Velocimetry durch den Einsatz von Laserfrequenzumtastverfahren:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2010
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| Schriftenreihe: | Dresdner Berichte zur Messsystemtechnik
4 |
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INHALTSVERZEICHNIS
AKRONYME XV
VERZEICHNIS WICHTIGER FORMELZEICHEN XVII
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 MOTIVATION 1
1.2 ZIEL UND STRUKTUR DER ARBEIT 3
2 STAND DER TECHNIK 5
2.1 PRINZIP DER DOPPLER-GLOBAL-VELOCIMETRY 5
2.2 ENTWICKLUNGEN DER DGV 8
2.2.1 ERREICHTE MESSUNSICHERHEITEN 8
2.2.2 NEUE VERFAHREN 11
2.3 DGV MIT SINUSFOERMIGER LASERFREQUENZMODULATION (FM-DGV) 14
3 DGV MIT LASERFREQUENZUMTASTUNG (FSK-DGV) 17
3.1 DISKRETISIERUNG DES FM-DGV-VERFAHRENS 17
3.1.1 ZEITDISKRETE ABTASTUNG DES EMPFANGSSIGNALS 17
3.1.2 ABTASTUNG DER ABSORPTIONSLINIE ANHAND DISKRETER FREQUENZEN . . 19
3.1.3 EINFLUSS DER ABSORPTIONSZELLENPARAMETER 20
3.2 DAS SELBSTKALIBRIERENDE FSK-DGV-VERFAHREN 24
3.2.1 GRUNDPRINZIP DER SELBSTKALIBRIERUNG 25
3.2.2 EINFLUSS DER ABSORPTIONSZELLENPARAMETER 26
3.3 STOCHASTISCHE EINFLUESSE DER STREULICHTDETEKTION 30
3.3.1 FEHLERFORTPFLANZUNG 30
3.3.2 RAUSCHEN 31
3.4 EINFLUESSE VARIIERENDER STREULICHT- UND DUNKELBILDINTENSITAETEN 36 3.5
ERWEITERTE MITTELUNGSTECHNIKEN 38
3.5.1 MINIMIERUNG VON STOEREINFLUESSEN 38
3.5.2 PHASENAUFGELOESTE MESSUNGEN 40
3.6 EINFLUSS INDIREKTEN STREULICHTS 43
4 AUFBAU DES SELBSTKALIBRIERENDEN FSK-DGV-SYSTEMS 45
4.1 LICHTSCHNITTERZEUGUNG 46
4.2 EMPFANGSOPTIK 50
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009595245
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
4.3 ABSORPTIONSZELLEN 55
4.3.1 TEMPERATURSTABILISIERUNG DER ABSORPTIONSZELLEN 57 4.3.2
CHARAKTERISIERUNG 58
4.4 REFERENZLASER 60
4.4.1 KONZEPT 60
4.4.2 OPTISCHER AUFBAU 61
4.4.3 STEUERUNG UND REGELUNG 63
4.4.4 CHARAKTERISIERUNG 64
4.5 LICHTSCHNITTLASER 65
4.5.1 OPTISCHER AUFBAU 65
4.5.2 STEUERUNG UND REGELUNG 67
4.5.3 CHARAKTERISIERUNG 68
4.6 SEEDINGERZEUGUNG 74
4.7 ROTIERENDE SCHEIBE 78
4.7.1 OPTISCHER AUFBAU 78
4.7.2 CHARAKTERISIERUNG DER DREHZAHLREGELUNG 80
4.8 BILDBEARBEITUNG UND AUSWERTUNG 81
4.8.1 INTEGRATION 81
4.8.2 BILDENTZERRUNG 82
4.8.3 BESTIMMUNG DER VEKTOREN 85
4.8.4 BERECHNUNG DER DOPPLERFREQUENZ 88
MESSUNGEN 91
5.1 WAHL DER ABSORPTIONSZELLENTEMPERATUREN UND DER LASERFREQUENZEN . ..
91 5.2 CHARAKTERISIERUNG ANHAND EINES DEFINIERTEN GESCHWINDIGKEITSFELDES
. .. 94 5.2.1 AUFBAU UND DURCHFUEHRUNG DER MESSUNG 94
5.2.2 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN 96
5.2.3 STOCHASTISCHE UNSICHERHEITSBEITRAEGE 97
5.2.4 EINFLUSS DER STREULICHTLEISTUNG 98
5.2.5 EINFLUSS DER LASERFREQUENZ 99
5.2.6 EINFLUSS DER ABSORPTIONSZELLENTEMPERATUR 103
5.2.7 ERGEBNISSE 105
5.3 DREIKOMPONENTIGE MESSUNG EINER STATIONAEREN ROHRSTROEMUNG 107 5.3.1
AUFBAU UND DURCHFUEHRUNG DER MESSUNG 107
5.3.2 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN 108
5.3.3 STOCHASTISCHE UNSICHERHEITSBEITRAEGE 112
5.3.4 EINSATZ ERWEITERTER MITTELUNGSTECHNIKEN 116
5.3.5 ERGEBNISSE 117
5.4 PHASENAUFGELOESTE MESSUNG EINER INSTATIONAEREN STROEMUNG 118
5.4.1 AUFBAU UND DURCHFUEHRUNG DER MESSUNG 119
5.4.2 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN 121
5.4.3 GESCHWINDIGKEITS- UND ZEITAUFLOESUNG 124
5.4.4 ERGEBNISSE 127
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6 DISKUSSION 129
6.1 ANALYSE DER MESSERGEBNISSE 129
6.2 MOEGLICHKEITEN ZUKUENFTIGER OPTIMIERUNGEN 131
7 ZUSAMMENFASSUNG 137
7.1 AUSGANGSPUNKT 137
7.2 DURCHGEFUEHRTE ARBEITEN 138
7.3 ERGEBNISSE UND WISSENSCHAFTLICHER FORTSCHRITT 141
7.4 AUSBLICK 141
A DIE DOPPLERVERBREITERTE ABSORPTIONSLINIE 143
B SCHALTUNGEN 147
B.L TEMPERATURREGLER DER ABSORPTIONSZELLEN 147
B.2 REGELUNG DES REFERENZLASERS 151
B.3 REGELUNG DES LICHTSCHNITTLASERS 160
B.4 MESSUNG DER SEEDINGDICHTE 172
B.5 ANTRIEB DER ROTIERENDEN SCHEIBE 173
QUELLENVERZEICHNIS 175
PUBLIKATIONEN 185
LEBENSLAUF 189
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