李良杰， 何龙标， 王雪晶

（1.北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029；2.中国计量科学研究院，北京 100029）

光子相关法测量空气声场中的粒子振速

李良杰1， 何龙标2， 王雪晶1

（1.北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029；2.中国计量科学研究院，北京 100029）

声场中的粒子振速是评价空气声场特性的一个重要参量。在平面波声场中，通过获取激光多普勒测速仪对不同声压级声场中散射粒子产生的光电信号，采用光子自相关法对原始多普勒信号进行处理，粒子的速度量值根据相关函数的时间特征值得出，并与传声器测量声压值计算的粒子振速值进行比较。在原有自相关算法的基础上，利用样条插值法来估计相关周期，减小原有信号频偏与多普勒频率之比并非整数倍的引入的差异。实验结果表明，光子相关法能够获得声场中的粒子振速，与传声器测量值吻合较好，当振速较大时，插值法有利于减小测量偏差。在96～110 dB的声压量值范围内，光子相关法与传声器测量值之间的振速偏差优于0.7 dB。

计量学；粒子振速；声场；激光多普勒；自相关法：插值法

1 引 言

激光多普勒测速是根据多普勒原理，利用被测流体中的散射粒子对入射光进行散射，通过光电探测器探测散射光的频移量，由频移量计算出流体速度，具有非接触测量且实时性好等优点［1，2］。传统激光多普勒系统在结构上，入射光的双光束没有频率差别，无法获得流场的速度方向信息。目前大部分激光多普勒测速系统均加入了声光器件，使得两束入射光具有一定的频率偏差，用来鉴别流场的速度方向。……