大学物理课程应用之多普勒效应测血液流速

魏相飞，胡骏保，何 锐，刘向远

(皖西学院 电气与光电工程学院，安徽 六安 237012)

大学物理课程内容在工程技术中有着广泛的应用，尤其是多普勒效应在测速、导航和定位中发挥了重要作用。1960年激光器的出现为实现激光测速提供了可能，时至今日激光测速技术已经成为流体力学实验研究的重要技术手段。1842年，Doppler发现任何形式的波在传播的过程中，其频率会因波源和传播介质的运动而改变，即会产生所谓的多普勒频移。1963年，KING首次报道了激光回馈效应，开启了用激光多普勒效应测速(Laser Doppler velocimetry) (LDV)的浪潮。1968年，RUDD首次提出一种创新的激光多普勒测速仪方案，即利用激光器作为混合振荡器，基于激光回馈多普勒效应来测速。如今，激光多普勒测速技术经过了数十多年的发展，已经成为新产品研发和科学研究中的重要方式之一。由于激光多普勒测速技术具有非接触性的独特优势被广泛地应用生物医学领域[1]。光的多普勒效应可以用光源和接收器之间的移动状况来解释，实际上二者相对静止的频率并不等于其相对运动时的频率[2]，这样两者之间就有一个差值，可以通过测量粒子散射光的频移，从而定量的计算出流场的速度。传统的速度测量技术,如热线流测速是接触式速度测量方法,其弊端较多，严重影响频率响应速度。激光多普勒测速技术具有非接触测量、动态响应快、精度高等优点,被广泛应用于科学研究和工业测量领域，尤其是在流体速度的测量中发挥了重要的作用,在医学上对血液流速的测量产生了深远的影响。……