基于多普勒原理的血流速度计设计

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多普勒测速课程设计

多普勒测速课程设计

多普勒测速课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解多普勒效应的基本概念,掌握多普勒效应的公式推导和应用。

2. 学生掌握利用多普勒测速技术测定物体速度的方法,并能够运用相关公式进行计算。

3. 学生了解多普勒测速技术在现实生活中的应用,如气象、交通、医学等领域。

技能目标:1. 学生能够运用多普勒效应原理,进行简单的实验设计和操作,提高实验技能。

2. 学生通过多普勒测速实验,培养观察能力、数据分析能力和解决问题的能力。

3. 学生能够运用多普勒测速技术解决实际问题,提高创新能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过多普勒测速的学习,培养对物理学的兴趣和热爱,增强学习动力。

2. 学生在学习过程中,培养合作意识、团队精神,提高沟通与交流能力。

3. 学生了解多普勒测速技术在我国科技发展中的重要作用,增强国家自豪感,树立正确的价值观。

本课程针对高年级学生,结合物理学知识,以多普勒测速技术为主题,旨在提高学生的理论知识和实践技能。

课程注重培养学生的观察能力、分析能力和创新能力,将理论知识与实际应用紧密结合,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。

通过本课程的学习,使学生能够掌握多普勒测速技术,为未来进一步学习和应用打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 多普勒效应的基本概念与原理- 多普勒效应的定义与描述- 多普勒效应的数学表达式- 多普勒效应的产生原因2. 多普勒测速技术及其应用- 多普勒测速原理- 多普勒雷达和激光测速仪的原理与构造- 多普勒测速技术在气象、交通、医学等领域的应用案例3. 实验操作与数据分析- 多普勒测速实验设计- 实验设备的使用与操作方法- 实验数据的收集、处理与分析4. 解决实际问题的能力培养- 结合实际案例,运用多普勒测速技术解决具体问题- 探讨多普勒测速技术在现实生活中的创新应用- 培养学生的观察能力、分析能力和创新能力教学内容按照以下进度安排:第一课时:多普勒效应的基本概念与原理第二课时:多普勒测速技术及其应用第三课时:实验操作与数据分析第四课时:解决实际问题的能力培养本章节教学内容依据课程目标,结合教材章节,科学系统地组织与安排,旨在帮助学生掌握多普勒测速技术的基本原理和实际应用,提高学生的实践能力和创新能力。

多普勒计程仪测流速精度考核试验研究

多普勒计程仪测流速精度考核试验研究

多普勒计程仪测流速精度考核试验研究多普勒计程仪是一种用来测量流体流速的工具,是流量计的一种类型。

它通过利用多普勒效应来测算流体在管子内的流速。

它的测量准确度影响着流速的计算和控制。

因此,考核试验是研究多普勒计程仪测流速精度的关键手段。

多普勒计程仪的工作原理是利用反射面将发送出去的超声波信号反射回来,通过计算回波信号的频率来计算物体的速度。

在流体中测量速度时,多普勒计程仪的声波波长和速度等参数的误差会影响到测量结果的准确性。

因此,需要进行考核试验来确保多普勒计程仪的测量精度。

考核试验应该包括下列方面的内容:1. 流体介质的测量条件。

考核试验应该确保流体介质的稳定流动,温度和压力稳定。

在试验中,应该控制好流体流速的范围和流体密度的变化。

2. 多普勒测量参数的设定。

多普勒测量参数包括采样频率,会声压级,声音速度等,这些参数的选择应该能够保证准确的测量结果。

3. 试验设备的准确性。

试验设备应该能够提供准确的流速测量结果,并且需要根据实际情况不断地进行校准和修正。

在研究中,应该使用精度更高的设备来验证结果。

4. 多个试验样本的样品测量。

考核试验中应该对多个样本进行测试,以确定流速检测系统的准确程度。

对测量结果进行统计分析,确保实验结果的可靠性和精度。

总之,考核试验是研究多普勒计程仪测流速精度的关键手段。

为了获得准确的测量结果,需要仔细考虑试验条件,确定测量参数,对设备进行校准和修正,同时要对多个样本进行测试。

这些努力都是为了确保多普勒计程仪能够更准确地测量流速,提高流量计的计算和控制精度。

为了分析多普勒计程仪测流速的精度,需要进行试验并收集相关数据。

在试验中,常常需要对流速的准确度、采样频率、回波噪声等多个参数进行测量和分析。

下面是一个可能涉及的数据列表。

1. 流速测量值。

这是对流体在管内流动时,多普勒计程仪得出的速度测量结果。

需要多次测量并记录结果,并对所有结果取平均值。

2. 多普勒测量参数。

这包括采样频率、会声压级、声音速度等参数。

毕业设计-超声波多普勒效应测速仪的设计

毕业设计-超声波多普勒效应测速仪的设计

毕业设计-超声波多普勒效应测速仪的设计嘉应学院物理与光信息科技学院超声波多普勒效应测速仪一、题目分析本设计为本次实验设计大赛基础题,其设计的原理基于多普勒效应。

题目的任务为:设计与多普勒效应相关的实验,观测其物理现象,基于实验测量数据分析被测对象的物理过程(物理量)。

要求:(1)突出实验的物理原理;(2)体现作品的物理创新思想;(3)进行不确定度分析;(4)操作简易、可用于实验教学;(5)性价比高。

从题目命题来看,目的非常明确,就是设计一个实验使之能观测多普勒效应并能测定相关物理量。

实现这个基本点的基础上,要求体现作品的物理创新思想与实用性。

再者,实验装置成本低,性能好。

创新的一个基本认识是:通过创造或引入新的技术、知识、观念或创意创造出新的产品、服务、组织、制度等新事物并将其应用于社会,以实现其价值的过程。

价值包括其经济价值、社会价值、学术价值和艺术价值等。

这里要求设计能够体现物理创新思想,即意味着设计需要另辟蹊径,走一条新路子。

至少要避开实验室已有的传统的实验设计方案。

实用性明确:操作简易,可用于实验教学。

这就要求设计人性化,易于交互,原理明确,测量准确。

性价比指标则要求控制成本,在实现同样的功能前提下其成本更加低廉。

为此首先必须正确理解多普勒效应。

多普勒效应描述的是波源或观察者,或者两者同时相对于介质有相对运动时,观察者接收到的波的频率与波源的振动频率不同,即发生了频移。

由此可知,这一实验设计的基本任务必须立足几点:(1)波源选择。

多普勒效应是一切波动过程的共同特征,它适用的对象是波。

机械波与电磁波(光波)均可作为本次实验设计的分析对象。

水波、声波、光等都可以作为波源。

波源选择不同,其对应的检测方法不同,难度也不一样。

(2)设置合适的接收装置,便于观测和定量分析。

1 学生实践与科技创新中心嘉应学院物理与光信息科技学院(3)测量对象。

利用多普勒效应可以测量物体的运动速度、液体的黏度[1]等。

激光多普勒测速系统及其在血液流速测量中的应用设计

激光多普勒测速系统及其在血液流速测量中的应用设计

本科课程设计说明书光学测试课程设计题目:激光多普勒测速系统及其在血液流速测量中的应用设计学院名称:机械工程学院专业班级:光信息0801学生姓名:王丽指导教师姓名:姚红兵2011年6月多普勒效应是一种非常重要的物理现象。

在实际中有许多重要的应用]1[,激光多普勒法测速是利用光学多普勒效应通过检测流体中跟随流体一起运动的微小颗粒的散射光对流体速度进行测量的测速技术,由于是对光信号进行测量,是一种无接触测量,所以对待测系统无干扰而且可用于高温、强腐蚀流体、有毒气体等的流速测量。

激光束可以很细,故所测空间分辨本领很高。

可对边界、薄流体层进行测量。

利用激光多普勒效应测量流体流速已成为近年来测速系统的发展趋势,激光多普勒测速具有高精度、非接触等优点,但由于激光器的限制此技术尚未广泛普及应用。

详细推导了多普勒测速的原理和计算方法, 相信能够为解决实际问题带来帮助,例如血液流速的激光多普勒测试等。

多普勒效应的阐述 (3)激光多普勒测速原理的阐述 (7)激光多普勒测速基本模式 (8)激光多普勒信号处理 (11)血液流速的激光多普勒测试系统 (12)参考文献 (13)设计附图及说明 (14)多普勒效应当波源与观测者之间有相对运动时,观测者所接收到的波的频率不等于波源振动频率,此现象称为多普勒效应。

多普勒在其提出的声学理论中指出,在声源相对于介质运动、观测者静止,或者声源相对于介质静止、观测者相对于介质运动,或者声源和观测者相对于介质都运动的情况下]2[,观测者接收到的声波频率与声源频率不相同的现象就是声学多普勒效应。

爱因斯坦在《论物体的电动力学》论文中指出,当光源与观测者有相对运动时,观测者接受到的光波频率与光源频率不相同,即存在光多普勒效应。

(1)声多普勒效应声波是依赖于介质传播的,设声源的频率为f , 声波在媒介的传播速度为v ①声源不动,观测者相对于媒介以速度v1运动。

则观察者接收到声波的频率为fvv v fv v v v f 111+=+=+='λλ当观察者迎向静止声源运动时,接收到的频率变高,若是人听,感觉声调变高,当观察着远离声源,则接收到的频率变低。

多普勒超声流速仪数据处理方法

多普勒超声流速仪数据处理方法

多普勒超声流速仪数据处理方法1.引言1.1 概述多普勒超声流速仪是一种常用于测量流体中速度的仪器。

它基于多普勒效应原理,通过对流体中超声波的回波进行分析,可以准确地测量流体中的速度并提供相关的数据。

多普勒超声流速仪广泛应用于医学、工程和环境科学等领域。

在医学方面,它被用于心血管疾病的诊断和治疗过程中,通过测量血流速度来评估心脏功能和血管状况。

在工程方面,多普勒超声流速仪可以用于测量流体的速度分布,从而帮助改善流体力学设计和优化工程流程。

在环境科学领域,多普勒超声流速仪可以用于测量河流、湖泊等自然水体中的流速,有助于研究水流运动规律和水体污染扩散情况。

多普勒超声流速仪数据处理是在测量完毕后对获取的数据进行分析和处理的过程。

数据处理方法的选择对于得到准确可靠的结果至关重要。

常见的数据处理方法包括:滤波、数据插值、信号分析、流速分布重建等。

在本篇文章中,我们将重点介绍多普勒超声流速仪的数据处理方法。

我们将探讨不同的数据处理技术及其在不同应用领域中的应用。

通过对数据处理方法的深入研究,我们可以更好地理解多普勒超声流速仪的工作原理,提高数据处理的准确性和可靠性,并为未来的研究和应用提供参考依据。

总之,多普勒超声流速仪是一种重要的测量仪器,其数据处理方法对于正确解读和应用测量结果具有重要意义。

本文将介绍多普勒超声流速仪的原理、应用以及数据处理方法,希望能为读者提供有关该领域的相关知识和研究方法。

1.2 文章结构文章结构本文主要介绍了多普勒超声流速仪数据处理方法。

文章分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先,本部分将对多普勒超声流速仪进行简要的介绍,包括其原理和应用。

随后,对全文的结构进行概述,以便读者对文章内容有一个整体的了解。

最后,明确本文的目的,即介绍多普勒超声流速仪的数据处理方法。

正文部分将详细介绍多普勒超声流速仪数据处理方法。

首先,会对多普勒超声流速仪的原理和应用进行阐述,包括其基本原理、工作原理以及在医学和工程领域中的应用。

利用激光多普勒法测速

利用激光多普勒法测速

基于双频激光多普勒法—测生物血流速学号:04095077 姓名:刘雨林班级:040951班【摘要】本文设计了基于光纤结构流体速度测量装置,利用双频激光器作为光源,采用光纤代替传统的光路,采用光纤分束器实现分光,采用制冷的雪崩光电二极管(APD)为探测器,来建成一个多普勒高精度测速系统。

利用一种新的双频激光多普勒测速方法:同偏振的双频激光器作为光源,,并用两个线偏振光同时传感物体的速度,,可以大大提高最高可测量速度。

可以实现对高速运动的血细胞速度的高精度测量。

【关键词】激光多普勒测速;流体流速;双频激光器; 高速度; 偏振。

【引言】光技术作为一种新兴的科学技术,正在迅速发展,已达到较高的实用水平。

由于激光具有强度大、单色性好、相干性好、方向性强等特性,而被广泛地用于许多科学技术领域。

激光在生物科学和医学领域得到了广泛的应用,用这种方法可以测量生物体的血液流速。

从60年代激光出现以后,人们就开始考虑如何利用激光的单色性好和定向性好的特点来完成非接触的速度测量问题。

1964年杨(YEN)和古明斯(Cumnis)首先利用激光的多普勒频移测定了水层流的分布,从而为激光多普勒技术的发展揭开了序幕[1]。

它的主要优点是空间分辨率高和光束无扰动流体,属于一种无干扰流场测量技术。

多普勒效应是指产生波的振源和接收波的探测器处于相对运动状态下出现的探测器接收到的信号频率与振源的频率存在差值的现象。

激光多普勒法测速是利用光学多普勒效应通过检测流体中跟随流体一起运动的微小颗粒的散射光对流体速度进行测量的测速技术[2]。

传统的测量方法,如热线热膜流速计、毕托管、压电探头、机械流速仪、电磁流速计等自发明以来为流动领域的研究和发展起了极大的促进作用,但是这些测量方法是接触式的,必须把探头插入流场。

对流场有较大干扰.影响测量的真实性和可靠性。

激光多普勒测速技术(LDA),是用于流体科学实验的主要方法之一,对于研究流体力学中基础理论所涉及的重大问题。

基于多普勒超声技术的血流速度监测系统研究

基于多普勒超声技术的血流速度监测系统研究

基于多普勒超声技术的血流速度监测系统研究随着医疗技术的不断发展,生命健康的保障越来越受到重视。

其中,对于心血管系统的监测更是不可或缺的。

而现在,基于多普勒超声技术的血流速度监测系统则变得越来越流行和实用。

一、多普勒超声技术首先,我们需要了解多普勒超声技术。

多普勒超声是通过不同的声波频率,对人体内部进行检测和诊断的一种方法。

它可以通过检测血流速度,来判断心血管系统的血流状况,从而为诊断和治疗提供参考依据。

多普勒超声技术可以分为两种,即脉冲多普勒和连续多普勒。

其中脉冲多普勒适用于检查心脏,如心瓣膜狭窄等疾病;而连续多普勒则适用于检查血管,如颈动脉狭窄等疾病。

二、基于多普勒超声技术的血流速度监测系统现在,基于多普勒超声技术的血流速度监测系统已经成为一种非常普遍的诊断方法。

它可以对心脏瓣膜狭窄、心肌梗死、心衰等心脏疾病进行检测和诊断,并且准确性较高,且无创、无放射性损伤,具有很高的安全性。

但是,这种基于多普勒超声技术的血流速度监测系统也有其缺点。

首先,它需要专业医生进行诊断和分析,且对于术前检测准备要求较高;其次,尽管这种监测和诊断方法准确性较高,但如果操作不当,会产生一定的误差。

三、多普勒超声技术的未来发展随着科技的不断进步,基于多普勒超声技术的血流速度监测系统也在不断发展和完善。

一些新技术不断涌现,如彩色多普勒超声、三维多普勒超声等,这些技术可以更加精确地检测和诊断心血管系统的疾病。

同时,这些新技术也带来了一些新的挑战,例如需要更高水平的医生技能和更加精准的仪器,因此,医疗人才的培养和仪器设备的更新也是至关重要的。

总之,基于多普勒超声技术的血流速度监测系统是一种非常实用、安全、准确的诊断方法,它可以为心血管系统疾病的监测和治疗提供重要的参考依据。

然而,这一诊断方法的精准度取决于医生的技能水平和操作方法,科技创新也需要持续不断。

我们期望在不久的将来,这种技术能够在临床应用中发挥更加重要的作用。

多普勒测量血液流速的原理

多普勒测量血液流速的原理

多普勒测量血液流速的原理
多普勒测量血液流速的原理是利用多普勒效应。

当血液流经血管时,它会反射回来的声波频率会发生变化,这种变化被称为多普勒效应。

多普勒效应的变化量与血液流速成正比。

因此,通过测量多普勒效应的变化,可以计算出血液流速。

多普勒测量血液流速的设备通常包括一个声波发射器和一个接收器,通过这两个设备可以发射和接收声波。

当声波穿过血液时,血液会反射回来声波,接收器可以接收到这些反射波并将其转换为电信号。

这些电信号被处理后,就可以计算出血液流速。

双超声束多普勒效应定量测定血流速度方法

双超声束多普勒效应定量测定血流速度方法

双超声束多普勒效应定量测定血流速度方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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提高脉冲多普勒检测血流速度的方法

提高脉冲多普勒检测血流速度的方法

提高脉冲多普勒检测血流速度的方法1. 引言1.1 概述概述:脉冲多普勒是一种常用的医学检测方法,用于测量血流速度及方向。

它通过发射高频声波脉冲,然后接收经过血液反射回来的声波信号,从而可以非侵入性地评估血液在血管中的运动状态。

脉冲多普勒检测血流速度常用于心脏、血管等疾病的诊断和治疗过程中。

然而,在实际应用中,由于一些因素的影响,脉冲多普勒检测血流速度的准确性和灵敏度存在一定的限制。

为解决这些问题,需要寻找一些方法来提高脉冲多普勒检测血流速度的准确度和效率。

本文将介绍两种提高脉冲多普勒检测血流速度的方法,并探讨它们的原理和应用要点。

方法一主要利用信号处理技术对多普勒信号进行处理,以提高信号的质量和准确性。

方法二则是通过优化设备的性能和血流参数的选择,以提高检测的速度和灵敏度。

通过比较和分析这两种方法,我们可以更好地了解脉冲多普勒检测血流速度的应用情况和改进方向。

希望本文的研究结果能为临床医生和医疗科学家提供参考,从而在未来的研究中进一步提高脉冲多普勒检测血流速度的准确度和可靠性。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织安排进行介绍以及各个部分的主要内容概述。

可以按照如下方式进行编写:在本文中,将讨论如何提高脉冲多普勒检测血流速度的方法。

本文分为三个主要部分:引言、正文和结论。

在引言部分,首先概述了脉冲多普勒检测血流速度的背景和重要性。

然后,介绍了本文的结构安排和各个部分的主要内容,以帮助读者更好地理解和阅读全文。

在正文部分,主要分为两个方法来提高脉冲多普勒检测血流速度。

方法一中,我们将介绍脉冲多普勒检测血流速度的原理,以及提高速度的方法一的要点。

方法二中,我们将阐述方法二的原理,并讨论提高速度的方法二的要点。

最后,在结论部分,对全文进行总结,回顾了所讨论的方法和其实验成果。

并对这些方法进行了评价,提出了可能的改进和未来的研究方向。

通过以上的结构安排,本文将全面介绍和探讨提高脉冲多普勒检测血流速度的方法。

多普勒测速课程设计

多普勒测速课程设计

多普勒测速课程设计一、教学目标本课程旨在通过多普勒效应的学习,使学生掌握多普勒测速的基本原理,了解其在现实生活中的应用。

具体目标如下:知识目标:学生能够理解多普勒效应的定义,掌握多普勒频率公式,了解多普勒测速的原理。

技能目标:学生能够运用多普勒效应公式进行简单的问题计算,能够运用多普勒测速原理解决实际问题。

情感态度价值观目标:学生能够认识到科学知识在现实生活中的重要性,培养对物理学科的兴趣。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括多普勒效应的基本概念,多普勒频率公式及应用,多普勒测速的原理及实际应用。

具体安排如下:第一课时:介绍多普勒效应的基本概念,解释多普勒频率公式。

第二课时:讲解多普勒测速的原理,并通过实例让学生了解其在现实生活中的应用。

第三课时:进行课堂练习,让学生运用多普勒效应公式和多普勒测速原理解决问题。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、案例分析法、实验法等。

讲授法:用于讲解多普勒效应的基本概念和多普勒频率公式。

案例分析法:通过分析实际生活中的多普勒测速应用案例,让学生深入理解多普勒测速的原理。

实验法:让学生亲自动手进行实验,观察多普勒效应,增强对知识的理解和记忆。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:教材:《物理》课本,用于提供基本的知识框架和理论基础。

参考书:提供更多的案例和实际应用,帮助学生深入理解多普勒测速。

多媒体资料:制作PPT和视频,生动形象地展示多普勒效应和多普勒测速的原理。

实验设备:准备相关的实验器材,让学生能够亲身体验多普勒效应。

五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生在多普勒测速课程中的学习成果,我们将采取以下评估方式:平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估其对多普勒测速知识的理解和掌握程度。

作业:布置与课程相关的一定数量的作业,包括计算题和案例分析题,通过作业的完成情况评估学生的学习效果。

多普勒超声血流仪测量血流速机理的模拟设计

多普勒超声血流仪测量血流速机理的模拟设计

多普勒超声血流仪测量血流速机理的模拟设计
盖立平;王桂莲
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2006(027)009
【摘要】利用VB编程技巧和flash动画制作技术,形象展示多普勒超声血流仪测量血管中血细胞流速的物理机理.
【总页数】2页(P80-81)
【作者】盖立平;王桂莲
【作者单位】大连医科大学,辽宁省,大连市,116027;大连医科大学,辽宁省,大连市,116027
【正文语种】中文
【中图分类】TH772+.2
【相关文献】
1.彩色多普勒超声诊断仪血流速度示值误差测量值的不确定度评定 [J], 罗秋华
2.彩色多普勒超声诊断仪血流速度测量的不确定度评定与表示 [J], 黄海旭
3.经颅多普勒超声仪检测的颈动脉血流速度正常参考值范围 [J], 曲松滨;陈士谟;许宏远;韩月琛;邹世海;王文艺;张志毅;罗邦彦
4.多普勒超声测定兔颈总动脉血流速度的实验研究——与电磁血流量仪测量的比较分析 [J], 刘泓;曹树民;陈羽
5.彩色多普勒超声诊断仪血流速度示值误差测量结果不确定度评定 [J], 吕莉
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于多普勒原理的血流速度计设计

基于多普勒原理的血流速度计设计

基于多普勒原理的血流速度计设计郑佃好【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(19)11【摘要】血流速度对于检测各种重大疾病有非常重要的参考意义.基于多普勒原理,设计了一种血流速度检测系统,检测血流速度,检测系统的最终结果可以直观的显示在电脑上,并且保存到数据库中.通过实际应用,证明该方法具有很多优点:系统可扩展性强、系统的稳定性强、系统灵活、易于维护、技术兼容、简便易用、缩短开发周期、节约成本等.%The blood flow velocity is very important for the detection of kinds of serious diseases. Based on the Doppler principle, a blood flow velocity detection system is decigned. It is used to detect blood flow velocity. The result of the detection system can be intuitively shown on the computer and saved to the database. Through the experiment, many advantages are found, such as good expansibility, high stability, convenience, easy maintenance, compatible technology,short develop cycle, cost saving and so on.【总页数】3页(P79-81)【作者】郑佃好【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】R319【相关文献】1.基于血流多普勒测量下肢脉搏及血压系统的设计 [J], 刘技;陈兴新;郭宏;郭军2.基于血流多普勒原理的血压测量系统设计 [J], 李杨;董守华3.基于谐振原理的高精度石英加速度计设计技术 [J], 裴荣;周百令;李宏生;李坤宇4.基于多普勒原理的风光电一体杆塔驱鸟器设计 [J], 王德贺;林美玲;汤晓霞;许铭波;5.基于EPLD技术的彩色经颅多普勒血流仪项目的设计与实现 [J], 张金海[1]因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

利用激光多普勒效应测流体的流速 最终版

利用激光多普勒效应测流体的流速  最终版

利用激光多普勒效应测流体的流速指导老师:曾育峰参赛学生:刘倩蔡艺生王宇松陆泽璇林乐鑫利用激光多普勒效应测流体的流速[摘要] 在基于流体中的微粒对激光产生多普勒效应的基础上,自制激光多普勒流速仪,经过特定的处理电路,以达到测量流体流速的目的。

利用光外差探测法实现多普勒频移的测量,并利用光电探测器进行接收和转换,通过电路模块进行数据收集和处理后,利用频率计显示其频率差,最后用单片机自动化处理数据并显示水速。

作品还加入了电脑仿真技术模块,以便更直观的观测水管中水流流速的动态变化情况。

该作品原理突出、观测直观,实现对流体流速的测量。

[关键词]激光多普勒流速光外差法一、激光多普勒效应测速的原理分析1、多普勒效应当波源和观察者存在相对运动时,观察者接收到的波,其频率会偏离波动本来的频率。

相向运动,频率升高;相背运动,频率则降低,而且相对运动速度越大,这种频率偏移也越大,这种现象称为多普勒效应。

多普勒效应在科学研究,工程技术,交通管理,医疗诊断等各方面都有十分广泛的应用。

2、激光多普勒效应测速原理激光多普勒效应测速是利用流体在光场中的多普勒效应来测量流体的流速。

这是一种非接触测量方法,只需要把光波送至测量点处,对流体没有干扰。

激光多普勒效应测速还可以精确地控制被测空间大小,通过控制光束,光束在被测点处聚焦成为很小的测量体,可获得分辨率为20~100Lm 的极高测量精度。

除此之外,激光多普勒效应测速具有输出信号频率与速度成线性关系的优点,并能覆盖很宽的速度范围。

从原理上讲,其响应没有滞后,能跟得上湍流的快速脉动,能同时测定流体的大小和方向。

假设液体中微粒流动的速度为v,照射在微粒上的光为平面单色光波,波v,光速为c,一般v要比c小得多。

根据相对论理论,微粒相矢量为k,光频率对于光波运动,微粒散射光的频率因多普勒效应而发生频移。

微粒散射光的频率v 应为:θcos 10cvv v -='其中θ为光波波矢量与微粒速度矢量间的夹角。

基于多普勒原理的血流速度计的电路原理图

基于多普勒原理的血流速度计的电路原理图

基于多普勒原理的血流速度计的电路原理图血流速度对于检测各种重大疾病有非常重要的参考意义。

基于多普勒原理,设计了一种血流速度检测系统,检测血流速度,检测系统的最终结果可以直观的显示在电脑上,并且保存到数据库中。

通过实际应用,证明该方法具有很多优点;系统可扩展性强、系统的稳定性强、系统灵活、易于维护、技术兼容、简便易用、缩短开发周期、节约成本等。

血流速度,是指红细胞在血管中的流动速度,它是一个非常重要的生理参数,能够反映很多机体功能,如心脏功能、血液循环系统功能及人体新陈代谢水平等;因此人体血液速度的检测在临床诊断、手术监护等方面都具有重大的生理意义和临床价值。

它还可有助于诊断血管类疾病,如人体外周血管硬化、狭窄、阻塞、斑块的评估,判断断肢再植和烧伤病人的血管完好性等许多方面都具有重要的临床应用价值,是临床上不可或缺的重要的诊断手段之一。

笔者设计了一个可以快速准确测量血流速度的系统,通过单片机将下位机测量的数据通过串口传输到电脑,可以在电脑上非常直观的看到血流速度的变化曲线,并且得到准确的流量。

基于AT89S52单片机的血流测量系统,可以扩展血压测量模块、脉搏测量模块,这些模块可以共用单片机作为下位机来处理测量速度,并且将处理后的数据发送到上位机中,克服了传统测量方式的很多弊端。

1多普勒测量血液流速的理论依据如图1所示,有两块平行放置的压电晶体,分别作为反射端和接收端。

反射端在高频电压信号的作用下,通过逆压电效应产生超声波。

超声波透射到血管中的微小颗粒(主要是血液中的红细胞)时,会发生散射。

散射时,红细胞将成为新的声源,并向四周发射超声波。

接收端在红细胞散射回波的作用下,因正压电效应而转换成高频电压信号。

这个过程就产生了多普勒效应。

图1血液速度检测原理图出现第一次多普勒频移时,相当于波源静止,观察者在运动。

有:其中:θ为超声入射波和散射波对于血流方向的倾角;f为反射端发出的超声波频率;f'为红细胞接收到的超声波频率;f"为接收端收到的散射回波的频率;c为超声波在血液中的传播速度;v'为红细胞的运动速度,它在超声波入射方向上的分量为v'cosθ。

多普勒效应与血流速度的测

多普勒效应与血流速度的测

多普勒效应与血流速度的测定专业:医学检验学号:6302411084学生姓名:钟鹏强指导教师:章冬英摘要多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。

主要内容为:物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。

当观察者移动时也能得到同样的结论。

但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。

假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。

产生原因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。

当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.血流速度又称血流量,即单位时间内流经血管横断面的血量。

心输出量就是每单位时间的血流量。

...血流速度(血流量)与血流线速度不同,后者表示血管内某一分子(如一个血细胞),在单位时间内移动的距离。

关键词:多普勒效应,血流速度医学应用声波的多普勒效应也可以用于医学的诊断,也就是我们平常说的彩超。

彩超简单的说就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒,首先说说超声频移诊断法,即D超,此法应用多普勒效应原理,当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率有所改变,此种频率的变化称之为频移,D超包括脉冲多普勒、连续多普勒和彩色多普勒血流图像。

简易血液流速计系统设计

简易血液流速计系统设计

软件主流程图
键盘接口与人机交互软件流程
系统整体设计图
被 测 血 管感谢各位老师教诲!
AD620的主要特性 的主要特性
带通滤波
由于血管壁和肌肉等的运动速度较血流速度低,因此它们所产主 的回波信号的正交分量的频率比血流的低,有些还是直流,因此 需消除低频,且毛细血管速度约 1mm</s,静脉的平均速度约 5cm/s,本系统不测量毛细血管,所以可把流速的最小值设定在 cm级。根据据多普勒公式 假设v=1cm/s,超声频率6MHz, v和cos 都取最大值,可得△ f>80Hz,可将其容许到截止频率Fl=100Hz。 此外,要考虑有用多普勒信号的频带范围。有研究正常颈动脉峰 值血流速度平均值为60.7~102.6cm/s,正常股动脉收缩期峰值 速度为56.3±2.9cm/s,本系统设计就是针对人体浅表的大血管, 而颈动脉和股动脉能很好地代表上下肢。同时要考虑到可能的生 理异常或病理情况,有研究检测,主动脉根部的畸变波流速峰值 最低为169cm/s,最高达253cm/s;在下肢动脉重度粥样硬化的患 者中,镶嵌色血流处峰值流速可增快至160cm/s~200cm/s。据多 普勒公式同理可得△f<20kHz;同时,为了消除可能混入的工作 频率为6MHz超声的干扰,可设一截止频率,将的容许范围放到 30kHz,所以设定其截止频率为Fh=30kHz。
简易血液流速计系统设计
本设计血液流速测量示意图
超声产生
超声的产生是利用逆压电效果,加在晶 片上的交变电压激励晶片共振,产生频 率为其固有频率的超声波。本设计利用 单片机产生高频脉冲,经过功率放大, 从而激励换能器产生超声。
51 单 片 机
产生
功率放大电
接收放大
超声波在人体中传播时,受到的衰减比较大,甚至被噪声淹没, 要进行放大处理。放大器AD620电源范围宽,功耗低,精度高, 体积小,增益可调等优点,共模抑制比高,漂移小,抗干扰能力强, 故选用之。其增益的调节公式为 G=49.4K/Rg AD620引脚图 基本接收放大电路

低流速超声波多普勒流量计的设计的开题报告

低流速超声波多普勒流量计的设计的开题报告

低流速超声波多普勒流量计的设计的开题报告一、选题背景与意义超声波多普勒流量计是一种常用的测量液体或气体流速的无损检测仪器,具有非接触式测量、高精度、大测量范围等优点,广泛应用于制造、化工、环保、医疗等领域。

然而,高速流体的测量需求仍然是一个挑战。

在实际应用中,低流速的流量计的测量范围较窄,同时在细小管道内的测量也较为困难,因此需要一种特别针对低流速测量场景的超声波多普勒流量计。

因此,本文将着重研究低流速超声波多普勒流量计的设计与实现,满足实际应用的需求。

二、研究内容1.低流速超声波多普勒流量计的基本原理和结构设计;2.低流速超声波多普勒流量计的信号处理算法和数据处理方法;3.低流速超声波多普勒流量计的实验设计和测试验证;4.对比分析低流速超声波多普勒流量计与高流速情况下的差异。

三、预期成果1.设计出一款低流速超声波多普勒流量计,具有宽测量范围、高精度和大实用性;2.研究得出一套适用于低流速超声波多普勒流量计的信号处理算法和数据处理方法,提高测量稳定性和准确度;3.通过实验设计和测试验证,得到该低流速超声波多普勒流量计的性能参数并进行对比分析。

以上成果预期可以为实际应用提供特定场景的超声波多普勒流量计解决方案,并且为其他类似测量仪器的研究提供借鉴和参考。

四、研究方法和技术路线1.研究方法:本研究采用实验研究和模拟仿真相结合的方法,结合文献调研和市场调研,通过理论分析和实验验证的方式探究低流速超声波多普勒流量计的设计方法和算法,不断优化系统设计,并最终验证性能参数。

2.技术路线:(1)文献调研和市场调研;(2)超声波多普勒流量计基本原理研究;(3)低流速超声波多普勒流量计的系统设计与实现;(4)探索低流速超声波多普勒流量计信号处理算法和数据处理方法;(5)实验设计和测试验证;(6)性能参数对比分析和数据可视化展示。

五、工作计划和进度安排1.文献调研和市场调研,搜集相关资料和产品,制定初步设计方案,预计2周内完成;2.超声波多普勒流量计基本原理研究,理论探讨和算法概念构建,预计3周内完成;3.低流速超声波多普勒流量计的系统设计与实现,包括电路设计、PCB设计、软件开发等工作,预计6周内完成;4.探索低流速超声波多普勒流量计信号处理算法和数据处理方法,设计可重复性实验,检测性能,预计4周内完成;5.实验设计和测试验证,调整并验证方案正确与否,预计4周内完成;6.性能参数对比分析和数据可视化展示,对数据进行分析,汇总成果展示,预计1周内完成。

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