PDA测量原理

粒子动态分析（PDA）系统可对液体流动或气体流动中的球形粒子、液滴或气泡的尺寸、速度和浓度的实时测量。

相位多普勒原理是激光多普勒测速仪多普勒原理的引伸。

激光多普勒原理是示踪粒子发出的散射光频率差，而这一频差正比于流动速度。探测器接收这个频差并对其进行处理，计算，即可测得流场速度。

放置多个探测器，每个探测器接收相同的多普勒频率，而每个探测器之间存在相位差，这个相位差正比于粒子的直径。对相位差进行计算，就可以得到粒径的信息。

P

原理

PDA技术是基于相位多普勒原理发展出的一项测量技术，是激光多普勒测速仪技术的扩展。两个或多个探测器接收到通过测量体的粒子散射的光，计算出多普勒信号的相位差，而相位差与粒子的粒径成正比，这样就可以得出粒子的粒径。

光散射

光散射现象可以用光线追踪来观察。入射到例如水滴上的光，经过一次内部反射后，部分地从表面反射回来，部分地向前和向后透射和折射。散射光强度在各个方向上并不均匀，也与相对折射率有关:

散射角：

因此，必须仔细选择接收器的位置(散射角j)，以确保一种光散射模式占主导地位。

一般常用的散射角范围如下：

A：30°-70°，用于一次折射

B：80°-110°，用于反射

C：135°-150°，用于二次折射

粒子速度：

粒子速度U由任意一个探测器的信号的多普勒频率fD计算得到:

粒子粒径：

粒子粒径D是由两个探测器的信号相位差F得到的。如果反射光主导:

如果折射光主导:

三个检测器

两个检测器可以清楚测量的最大粒径对应于F 1-2 = 360°的相移。减小探测器之间的距离可以扩大颗粒尺寸范围。然而，这也会降低测量分辨率。因此，使用三个检测器可以满足大测量尺寸范围(F1 -3)和较高的测量分辨率(F1 -2)的要求。

目前最先进的PDA接收器有三个预对准的接收孔集成到一个光纤探针。