三维粒子动态分析仪的原始数据开发

原理，来测量两相流动中球形粒子的速度、粒径、浓度等参数，从而进一步得到三维湍流流动中粒子动态特性的一种激光测速设备.在其采集过程中自动建立的数据文件是以二进制形式存贮的，而且记录的都是每个球形粒子的信息.不能直接求平均及揣流计算。本文给出了处理这些数据的基本方法，通过编制的C语言怪序得到各测点所通过的粒子数、三维速度、湍流特性以及相对体积流t，为PDA数据软件的进一步利用与开发提供了很大的方便。

一、三维粒子动态分析仪简介

粒子动态分析仪(简称PDA)是丹麦Dante。公司制造的高精度激光测速仪器，是对激光多普勒测速仪(LDV)的进一步发展。主要由光学、机械、电子及计算机等四部分组成。图1为PDA测试系统简图.PDA测量粒子速度是基于激光多普勒效应。

其基本光束有六条，分别为蓝、绿、紫三色光.当微粒穿过六束激光所相交的控制体时，激光被运动着的微粒所散射，散射光的频率与入射光的频率之差与微粒在对应两束光所在平面的垂直方向上的分速度成正比。多普勒频移九与运动速度v之间的关系为[1j:

粒径的测量基于Mie散射理论。对于球形粒子，调整散射光接收角，可使散射模式中的反射、折射二级折射最强，于是，光学接收器可接收到多普勒信号的相位移，它直接与颗粒直径有关。

接收器接收到的多普勒信号(包括相移和频移)通过光电倍增器，信号处理器及386微型计算机，按照设置和控制系统中有关的参数变换，直接将信号转换为原始数据，并将每个粒子的信息按一定的方式存在原始数据文件中。每测一个测点后，自动建立一个数据文件。

二、原始数据文件数据结构

数据文件中的所有数据都是二进制数。数据文件包括两部分:第一部分是在测量时间内通过测量控制体的每一球形粒子的二进制信息，包括状态量(status)，到达时间(arrivetime)，渡越时l可(tramsittime)，三维速度(u，v，w)及粒径(diameter)，每个粒子共有13个字节。单相时，示踪粒子很小，无粒径(D)这一项，共有n字节。按到达时间的先后顺序将每个粒子的信息贮存起来。第二部分为数据文件头，包括测量时间、维数、总粒子数、球形粒子数等参数的记录，共有236个字节.在测量前，必须对采集系统进行参数设定，并建立一个参数文件(P盯amete:fil。)，包括整型数组IsTuP(100)和实型数组sTuP(100，3)，在处理原始文件时，需从参数文件中取出参数进行计算。

三、原始数据转换

原始数据转换就是将每个粒子的二进制信息转换成实数信息。转换前，需对数据文件及参数文件中的二进制数按顺序取出，放入程序设定的数组中，然后再计算。文献「幻给出了详细的转换公式.所有取数、转换及计算都由程序自动执行。转换后可以得到每一球形粒子的AT，了了，D，u，v，w等七个十进制数。