激光流量計

激光因具有測量速度快、測程遠、測距精度高、方向性好等優點而受到廣泛重視。激光調製波的強度大,有利於遠處目標的距離測量,保證了很好的測距方向。激光流量計、料位計也在逐步推廣應用。對這類儀表予以探討以求被更廣泛地應用。激光流量計，料位計隨着石化、粉體、醫藥等行業的迅速發展,普通儀表已不能滿足日益提高的工藝控制要求,越來越多的石化裝置在關鍵工藝點選用更先進的儀表進行控制和測量。激光儀表的非接觸式測量適合在腐蝕性化學物質和液體中應用。激光儀表利用在過程控制系統中激光技術對於筒型或箱體設備沒有死區的優勢,可以遠距離測量,不受噪聲和振動的影響。 ^[1] 

利用激光的多普勒效應製成的測速式流量計。當激光光束照到運動的散射體上時，被運動散射體散射的激光產生多普勒頻移。頻移與散射粒子的運動速度成正比。由於頻移量與光頻相差約109的量級，不能用儀器直接分

辨,所以常採用外差技術,使散射光線與未經頻移光線形成差頻,採用平方律檢波器,選擇適當的平均時間來檢測出以差頻波動的合成光信號，即可根據差頻求出介質的流速。激光流量計是70年代出現的新型流量計，它屬於非接觸式測量，速度快，精度高，測量範圍廣，抗光和電的干擾能力強（見激光傳感器）。激光束還可沿管道移動聚焦，從而測出流速分佈圖。

激光流量計分為非自動對準式和自動對準式兩種。非自動對準式(圖1)的激光器發出平行光束,經透鏡L1聚焦到被測流體區域。未被散射的光線經反射鏡到達分光鏡與散射光線混合後到達檢測器。這種設計的光學系統需要嚴格對準，使散射光線與未散射光線保持平行。自動對準式的設計（圖2）完全消除了兩束光線的嚴格對準問題。激光器的輸出光線由透鏡 L1到達透鏡 L2，經 L2聚焦到達檢測區。在透鏡L2上放有一個有兩條狹縫的遮光板，由此得到兩條光線。由於它們經過同一透鏡聚焦，必然在同一焦點重合。這種系統總是完全對準的並能抗振。它的工作方式也有兩種：一種是由微粒散射的光從一束折向另一束並彼此干涉，即多普勒式；另一種是微粒垂直通過一束干涉條紋以傳送光的波動，即條紋式。