流體密度-中科大ppt課件

1、第第9章章 流體密度、溫度測量流體密度、溫度測量9.1 不可壓縮流體密度測量不可壓縮流體密度測量9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量9.3 密度場定量測量密度場定量測量9.4 流體溫度測量流體溫度測量USTCChapter 9 Measurements of Density and Temperature in Fluid Flow9.1 Measurements of density in incompressible fluid9.2 Measurements of density field in compressible fluid9.3 Quantity measurem

2、ents of density field9.4 Measurements of temperature in fluidUSTC9.1 不可壓縮流體密度測量不可壓縮流體密度測量密度計(jì)、稱量法液體）密度計(jì)、稱量法液體）間接測量氣體）間接測量氣體）USTCpRT如果氣體不滿足上述狀態(tài)方程，什么辦？（比如過熱蒸汽）如果氣體不滿足上述狀態(tài)方程，什么辦？（比如過熱蒸汽）9.1 不可壓縮流體密度測量不可壓縮流體密度測量測量物體密度的方法測量物體密度的方法 測量物體密度的方法多種多樣，測量物體密度的方法多種多樣，大致可歸納出以下幾種測量方法大致可歸納出以下幾種測量方法: 測固體密度測固體密度 測液體密度測

3、液體密度 測氣體密度測氣體密度USTCmV一、一、 測固體密度測固體密度 1 1 稱量法：稱量法： 器材：天平、量筒、水、金屬塊、細(xì)繩器材：天平、量筒、水、金屬塊、細(xì)繩 步驟：（步驟：（1 1用天平稱出金屬塊的質(zhì)量用天平稱出金屬塊的質(zhì)量mm； （2 2往量筒中往量筒中注入適量水，讀出體積為注入適量水，讀出體積為V1V1； （3 3用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中，浸沒，讀出體用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中，浸沒，讀出體積為積為V2V2。 計(jì)算表達(dá)式：計(jì)算表達(dá)式：=m / (V2-V1)=m / (V2-V1) 2 2 比重杯法：比重杯法： 器材：燒杯、水、金屬塊、天平器材：燒杯、水、金屬塊、天平 步驟：

4、（步驟：（1 1往燒杯裝滿水，放在天平上稱出質(zhì)量為往燒杯裝滿水，放在天平上稱出質(zhì)量為 m1m1；（2 2將金屬塊輕輕放入水中，將金屬塊輕輕放入水中， 溢出部分水，再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為溢出部分水，再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為m2; m2; （ 3 3將金屬塊取出，把燒杯放將金屬塊取出，把燒杯放 在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量m3m3。 計(jì)算表達(dá)式：計(jì)算表達(dá)式：=水水(m2-m3) / (m1-m3) (m2-m3) / (m1-m3) 3 3 阿基米德定律法：阿基米德定律法： 器材：彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩器材：彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩 步驟：（步驟：（1

5、1用細(xì)繩系住金屬塊，用彈簧秤稱出金屬塊的重用細(xì)繩系住金屬塊，用彈簧秤稱出金屬塊的重力力G G；（；（ 2 2將金屬塊完全浸入將金屬塊完全浸入 水中，用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重水中，用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G G* *。 計(jì)算表達(dá)式：計(jì)算表達(dá)式：=G=G水水/(G-G/(G-G* *) ) USTC4 4 浮力法浮力法( (一一) )： 器材：木塊、水、細(xì)針、量筒器材：木塊、水、細(xì)針、量筒 步驟：（步驟：（1 1往量筒中注入適量水，讀出體積為往量筒中注入適量水，讀出體積為V1V1；（；（2 2將木塊放入水中，將木塊放入水中，漂浮，靜止后漂浮，靜止后 讀出體積讀出體積 V2V2；（；（3

6、 3用細(xì)針插入木塊，將木塊完全浸入用細(xì)針插入木塊，將木塊完全浸入水中，讀出體積為水中，讀出體積為V3V3。 計(jì)算表達(dá)式：計(jì)算表達(dá)式：=水水(V2-V1) / (V3-V1) (V2-V1) / (V3-V1) 5 5 浮力法二）：浮力法二）： 器材：刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊器材：刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊 步驟：（步驟：（1 1在圓筒杯內(nèi)放入適量水，再將塑料杯杯口朝上輕輕放入，讓在圓筒杯內(nèi)放入適量水，再將塑料杯杯口朝上輕輕放入，讓其漂浮，用刻度其漂浮，用刻度 尺測出杯中水的高度尺測出杯中水的高度h1; h1; （2 2將小石塊輕輕放入杯中，漂將小石塊輕輕放入杯中，漂浮，用

7、刻度尺測出水的高度浮，用刻度尺測出水的高度 h2; h2; （3 3將小石塊從杯中取出，放入水中，下沉，用刻度將小石塊從杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺測出水的高度尺測出水的高度h3h3。 計(jì)算表達(dá)式：計(jì)算表達(dá)式：=水水(h2-h1) / (h3-h1) (h2-h1) / (h3-h1) 6 6 密度計(jì)法：密度計(jì)法：器材：雞蛋、密度計(jì)、水、鹽、玻璃杯器材：雞蛋、密度計(jì)、水、鹽、玻璃杯 步驟：步驟： （1 1在玻璃杯中倒入適量水，將雞蛋輕輕放入，雞蛋下沉；（在玻璃杯中倒入適量水，將雞蛋輕輕放入，雞蛋下沉；（2 2往水中逐漸加往水中逐漸加 鹽，邊加邊用密度計(jì)攪拌，直至雞蛋漂浮，用密度計(jì)鹽，邊加

8、邊用密度計(jì)攪拌，直至雞蛋漂浮，用密度計(jì)測出鹽水的密度即等到于雞測出鹽水的密度即等到于雞 蛋的密度。蛋的密度。USTC一、一、 測液體密度測液體密度 1 1 稱量法：稱量法： 器材：燒杯、量筒器材：燒杯、量筒 、天平、待測液體、天平、待測液體 步驟：（步驟：（1 1用天平稱出燒杯的質(zhì)量用天平稱出燒杯的質(zhì)量m1m1； （2 2將待測液體倒入將待測液體倒入 燒杯中，測出總質(zhì)量燒杯中，測出總質(zhì)量m2m2； （3 3將燒杯中的液體倒入量筒中，測出體積將燒杯中的液體倒入量筒中，測出體積V V。 計(jì)算表達(dá)：計(jì)算表達(dá)：=(m2-m1) / V =(m2-m1) / V 2 2 比重杯法比重杯法: : 器材：燒

9、杯、水、待液體、天平器材：燒杯、水、待液體、天平 步驟：步驟： （1 1用天平稱出燒杯的質(zhì)量用天平稱出燒杯的質(zhì)量m1m1； （2 2往燒杯內(nèi)倒?jié)M水，稱出總質(zhì)量往燒杯內(nèi)倒?jié)M水，稱出總質(zhì)量m2m2； （3 3倒去燒杯中的水，往燒杯中倒?jié)M待測液體，稱倒去燒杯中的水，往燒杯中倒?jié)M待測液體，稱出總質(zhì)量出總質(zhì)量m3m3。 計(jì)算表達(dá)：計(jì)算表達(dá)：=水水(m3-m1)/(m2-m1)(m3-m1)/(m2-m1)USTC3 3 阿基米德定律法：阿基米德定律法：器材：彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細(xì)繩子器材：彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細(xì)繩子 步驟：步驟： （1 1用細(xì)繩系住小石塊，用彈簧秤稱出小石塊的重力用細(xì)

10、繩系住小石塊，用彈簧秤稱出小石塊的重力G G； （2 2將小塊浸沒入水中，用彈簧秤稱出小石的視重將小塊浸沒入水中，用彈簧秤稱出小石的視重G1G1； （3 3將小塊浸沒入待測液體中，用彈簧秤稱出小石塊的視將小塊浸沒入待測液體中，用彈簧秤稱出小石塊的視重重G2G2。 計(jì)算表達(dá)：計(jì)算表達(dá)：=水水(G-G2) / (G-G1) (G-G2) / (G-G1) 4 U4 U形管法：形管法：器材：器材：U U形管、水、待測液體、刻度尺形管、水、待測液體、刻度尺 步驟：步驟： （1 1將適量水倒入將適量水倒入U(xiǎn) U形管中；形管中； （2 2將待測液體從將待測液體從U U形管的一個(gè)管口沿壁緩慢注入。形管的一個(gè)

11、管口沿壁緩慢注入。 （3 3用刻度尺測出管中水的高度用刻度尺測出管中水的高度h1,h1,待測液體的高度待測液體的高度h2h2。計(jì)算表達(dá)計(jì)算表達(dá):=:=水水h1 / h2 h1 / h2 ( (注意注意: :用此種方法的條件是用此種方法的條件是: : 待測液體不溶于水待測液體不溶于水, ,待測液體的密度小于待測液體的密度小于水的密度水的密度) ) 5 5 密度計(jì)法：密度計(jì)法： 器材：密度計(jì)、待測液體器材：密度計(jì)、待測液體 方法：將密度計(jì)放入待測液體中，直接讀出密度。方法：將密度計(jì)放入待測液體中，直接讀出密度。USTCPY-05十支組石油標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)十支組石油標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)USTC序號測量范圍g/ml分

12、度值g/ml溫度全長mm讀數(shù)10.600-0.6500.00052033010下緣20.650-0.7000.00052033010下緣30.700-0.7500.00052033010下緣40.750-0.8000.00052033010下緣50.800-0.8500.00052033010下緣60.850-0.9000.00052033010下緣70.900- 0.9500.00052033010下緣80.950-1.0000.00052033010下緣91.000-1.0500.00052033010下緣101.050-1.1000.00052033010下緣 KEM生產(chǎn)的DA系列密度計(jì)

13、是利用U型管振蕩原理，通過測量樣品的共振頻率來測定各種液體樣品的密度。廣泛應(yīng)用于原油及石油產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、酒類及軟飲料、食品、食用油、醫(yī)藥產(chǎn)品、電子產(chǎn)品及半導(dǎo)體等行業(yè)。USTCDADA系列密度計(jì)系列密度計(jì)USTCDA-100DA-130/130/N 測定范圍 0 3 g/cm(內(nèi)置式溫度控制)0 2 g/cm (內(nèi)置式溫度控制)測量精度10-3 g/cm310-3 g/cm3溫度范圍1540040溫度精度0.50.1溫度補(bǔ)償無有白度顯示無無主要特點(diǎn)內(nèi)置溫控器，測量穩(wěn)定快捷， 測量單元擁有高精度熱傳感器， 功能齊全，通過轉(zhuǎn)換可得到濃度。取樣容積和速度完全手工控制， 攜帶輕便，操作簡單， 粘度高達(dá)

14、2000 mPa.s的粘液均可被采樣，可測量密度，溫度補(bǔ)償密度，比重，溫度補(bǔ)償比重，Brix %，酒精濃度，硫酸濃度，API度，Baume度，Plato和Proof度等。USTCDA-520DA-510DA-505DA-500 測定范圍 0 3 g/cm0 3 g/cm0 3 g/cm0 3 g/cm測量精度210-5 g/cm3 210-5 g/cm3510-5 g/cm310-4 g/cm3重現(xiàn)性(SD ) 510-6 g/cm3510-6 g/cm3110-5 g/cm3510-5 g/cm3溫度范圍470470490490溫度精度0.020.020.030.05粘度補(bǔ)償有-有-溫度補(bǔ)償

15、有有有有白度顯示有有有有自動粘度修正功能DA-520、DA-505N），PC卡擴(kuò)展內(nèi)存，標(biāo)準(zhǔn)RS-232C接口，大液晶顯示屏：24064液晶，帶背光，內(nèi)置清洗泵和溫控， Brix濃度，酒精濃度轉(zhuǎn)化和原油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化表，可與折光儀聯(lián)機(jī)，可同時(shí)獲得密度和折光率，SOFT-CAPE采集軟件，MS-EXCEL和 CSV格式。 DMA4500密度計(jì)密度計(jì)主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 采用內(nèi)置帕爾貼恒溫裝置；采用內(nèi)置帕爾貼恒溫裝置； 樣品可以通過全自動進(jìn)樣器樣品可以通過全自動進(jìn)樣器SP3M或或SH3實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)樣或自動清洗；實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)樣或自動清洗； 每次測量僅需每次測量僅需5ml左右的樣品；左右的樣品； 同時(shí)可測量密度及折

16、光指數(shù)；同時(shí)可測量密度及折光指數(shù)； DMA4500密度計(jì)示屏上可同時(shí)顯示密度及折光兩個(gè)參數(shù)，并可貯存密度計(jì)示屏上可同時(shí)顯示密度及折光兩個(gè)參數(shù)，并可貯存 或通過打印機(jī)打印出來；或通過打印機(jī)打印出來； 儀器通過自動進(jìn)樣器可實(shí)現(xiàn)全自動進(jìn)樣，清洗及吹干；儀器通過自動進(jìn)樣器可實(shí)現(xiàn)全自動進(jìn)樣，清洗及吹干； 儀器設(shè)計(jì)緊湊，幾乎無需維修保養(yǎng)。儀器設(shè)計(jì)緊湊，幾乎無需維修保養(yǎng)。USTC技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 測量范圍：測量范圍： 0 3 g/cm3 準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度： 5 x 10-5 g/cm3 重復(fù)性重復(fù)性/精度：精度： 1 x 10-5 g/cm3 溫度準(zhǔn)確度：溫度準(zhǔn)確度： 0.03 測量時(shí)間：測量時(shí)間： 1 分鐘

17、分鐘 15 - 30 秒秒儀器介紹儀器介紹 奧地利奧地利Anton Paar安東帕公司于安東帕公司于1968年發(fā)明首創(chuàng)的振年發(fā)明首創(chuàng)的振蕩管原理的數(shù)字式密度計(jì)，可快速準(zhǔn)確的測量液體密度以及蕩管原理的數(shù)字式密度計(jì)，可快速準(zhǔn)確的測量液體密度以及與密度相關(guān)的濃度，廣泛應(yīng)用于石化，制藥，日化，商檢，與密度相關(guān)的濃度，廣泛應(yīng)用于石化，制藥，日化，商檢，及飲料等領(lǐng)域。并且新型產(chǎn)品可與電腦打印機(jī)及折光儀聯(lián)機(jī)，及飲料等領(lǐng)域。并且新型產(chǎn)品可與電腦打印機(jī)及折光儀聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)更為全面及強(qiáng)大的功能應(yīng)用。廣泛應(yīng)用于全球各大啤酒、實(shí)現(xiàn)更為全面及強(qiáng)大的功能應(yīng)用。廣泛應(yīng)用于全球各大啤酒、飲料、化工及石化行業(yè)的生產(chǎn)線上。飲料、化

18、工及石化行業(yè)的生產(chǎn)線上。USTC數(shù)字式密度計(jì)數(shù)字式密度計(jì)DMA4500 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 測量范圍測量范圍: 0-3 g/cm3 準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度： 密度密度 5x10-5 g/cm3；溫度；溫度 0.03重現(xiàn)性重現(xiàn)性sd. 密度密度 1x10-5 g/cm3；溫度；溫度 0.01溫度范圍溫度范圍: 0-90，可根據(jù)要求提供更大控溫范圍，可根據(jù)要求提供更大控溫范圍 壓力范圍壓力范圍: 0-10 bars (0 to 150 psi) 最少樣品量：最少樣品量：Approx. 1 ml 樣品接觸材質(zhì)樣品接觸材質(zhì): PTFE, borosilicate glass 通常樣品測量時(shí)間通常樣品測量時(shí)間:

19、Approx. 30 seconds； 使用自動進(jìn)樣器使用自動進(jìn)樣器: 10-30 per hourUSTC主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 內(nèi)置參考測量池專利技術(shù)）內(nèi)置參考測量池專利技術(shù)）可避免系統(tǒng)漂移并縮短測量時(shí)間，在可避免系統(tǒng)漂移并縮短測量時(shí)間，在090 溫度范圍只需溫度范圍只需進(jìn)行一次校正進(jìn)行一次校正 內(nèi)置恒溫及溫度感應(yīng)器內(nèi)置恒溫及溫度感應(yīng)器無需外接控溫裝置，其內(nèi)置溫度感應(yīng)器可校正并溯源到多個(gè)無需外接控溫裝置，其內(nèi)置溫度感應(yīng)器可校正并溯源到多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn) 全范圍粘度自動修正全范圍粘度自動修正無需配置粘度標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果可同時(shí)顯示修正值及非修正值無需配置粘度標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果可同時(shí)顯示修正值及非修正值

20、USTC數(shù)字式密度計(jì)型號有：數(shù)字式密度計(jì)型號有： DMA35N便攜式密度計(jì)便攜式密度計(jì)- - 適用于電池工業(yè)，石化，日化等；適用于電池工業(yè)，石化，日化等； DMA38- 適用于石油化工，制藥等；適用于石油化工，制藥等； DMA4500/RXA170全自動密度計(jì)折光率儀全自動密度計(jì)折光率儀-適用于香精香料，日化，煙草；適用于香精香料，日化，煙草； DMA4500- 適用于石油，化工，飲料，日用化工等；適用于石油，化工，飲料，日用化工等； DMA5000- 適用于啤酒，血液研究，核工業(yè)等；適用于啤酒，血液研究，核工業(yè)等； DMA5000-適用于啤酒，血液研究，核工業(yè)等；適用于啤酒，血液研究，核工業(yè)

21、等； 密度密度/折光聯(lián)用儀型號有：折光聯(lián)用儀型號有： DMA4500/RXA156，DMA4500/RXA170-適用于香精香料、煙草、航空燃油等；適用于香精香料、煙草、航空燃油等； 運(yùn)動粘度運(yùn)動粘度/密度計(jì)型號：密度計(jì)型號： SVM3000-適用于石油、化工及高分子等行業(yè)；適用于石油、化工及高分子等行業(yè)； 落球式粘度計(jì)型號：落球式粘度計(jì)型號： AMVn-適用于油墨、液晶、麥芽等行業(yè)；適用于油墨、液晶、麥芽等行業(yè)； 在線密度在線密度/濃度計(jì)型號：濃度計(jì)型號： DPRn/SPRn/DSRn-適用于飲料、啤酒、化工等行業(yè)；適用于飲料、啤酒、化工等行業(yè)；USTCH-BD5DS1741手持式液體密度計(jì)

22、手持式液體密度計(jì)測試范圍：0-3.00000 g/cc; 準(zhǔn)確度： 1% R; 重復(fù)精度： 0.1% R; 介質(zhì)最高溫度: 120 DS1741采用平面縱波行波聲阻抗率測試技術(shù)測試密度。密度與聲阻抗成正比。 適用于所有牛頓流體和大部分非牛頓流體。USTCvU型管振蕩原理型管振蕩原理v A long vertical U-tube of constant cross-sectional area A has both ends open to the atmosphere and contains liquid of density . The liquid fills each leg to

23、a height h. If the liquid is given a small displacement and released, what is the form of the equation for the period of the resulting oscillatory motion? Neglect friction. , , ,Tf g h AUSTCllh第一種方法：量綱分析法第一種方法：量綱分析法分析：重力是引起液體柱振蕩的恢復(fù)力。液柱振蕩的分析：重力是引起液體柱振蕩的恢復(fù)力。液柱振蕩的周期周期T 依賴于重力加速度依賴于重力加速度g 和液柱的質(zhì)量。和液柱的質(zhì)量。（

24、1寫出決定現(xiàn)象的物理量和量綱寫出決定現(xiàn)象的物理量和量綱SI制）制）223TghATLTLLML（2寫出量綱矩陣寫出量綱矩陣000010112312000TghAMLTUSTC（3確定重復(fù)變量并檢查子行列式線性無關(guān)）確定重復(fù)變量并檢查子行列式線性無關(guān)） 選擇選擇 ，g, h100113112020020（4求相似參數(shù)求相似參數(shù)3231 211110,.22Tg hT M LL TLM LTgTh 2323222120,0,2.Ag hLM LL TLM LTAh 202myAgyAgmUSTCllh第二種方法：振動分析第二種方法：振動分析分析：重力是引起液體柱振蕩的恢復(fù)力。液柱振蕩的分析：重力是

25、引起液體柱振蕩的恢復(fù)力。液柱振蕩的頻率頻率 ,液柱的質(zhì)量液柱的質(zhì)量m。第三種方法：非定常伯努利方程第三種方法：非定常伯努利方程.Oscillating U-tube principle:The oscillating U-tube density meter is based on the principle of a U-tube which has a resonant frequency that is inversely proportional to the square root of its mass. The volume of the tube is given; the d

26、ensity of the liquid sample filled into the U-tube is calculated from its resonant frequency. ?9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量1 密度和折射率關(guān)系密度和折射率關(guān)系2 光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲3 陰影儀陰影儀4 紋影儀紋影儀USTC9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量1 密度和折射率關(guān)系密度和折射率關(guān)系 光線透過不均勻的折射率場時(shí)，一般會發(fā)生以光線透過不均勻的折射率場時(shí)，一般會發(fā)生以下兩種類型的變化：下兩種類型的變化： (1)光線傳播偏離原來的方

27、向；光線傳播偏離原來的方向； (2)擾動光線相對未擾動光線發(fā)生位相差。擾動光線相對未擾動光線發(fā)生位相差。USTC9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量1 密度和折射率關(guān)系密度和折射率關(guān)系 USTC公式DaleGlasdtone1kn這個(gè)公式如何得到的？這個(gè)公式如何得到的？適用范圍？適用范圍？9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量1 密度和折射率關(guān)系密度和折射率關(guān)系 Glasdtone-Dale公式只適用于中低溫氣體。公式只適用于中低溫氣體。 對混合氣體對混合氣體USTC組元質(zhì)量分?jǐn)?shù)。iiiiiiiiiaakkkkn19.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量2 2 光

28、線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲 USTC121212USTCXYABCDdREdsdRO (ds)密度增密度增大方向大方向rarbUSTC000002,1K1KCnCCCCC KCdCdn：真空中光速=-光束光束ra的光速為的光速為C，光束，光束rb的光速為的光速為C+dC。 dt 時(shí)間內(nèi)光束時(shí)間內(nèi)光束ra走了走了dS 間隔，光束間隔，光束rb比光束比光束ra 多走了多走了(dS) 間隔。間隔。021K1K,1K1K11KdtdtC KdtKddCdCddRdRdRdt CdSRddSddKddKdRdSdRdKddKdSRdRdR -dSdC dtdR d9.2 可壓縮流

29、體密度場測量可壓縮流體密度場測量2 2 光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲 光線在變密度場中傳播時(shí)將發(fā)生彎曲，光線向光線在變密度場中傳播時(shí)將發(fā)生彎曲，光線向密度增加的方向偏轉(zhuǎn)。密度增加的方向偏轉(zhuǎn)。 光線彎曲的曲率光線彎曲的曲率1/R1/R正比于沿光線傳播路徑法正比于沿光線傳播路徑法線方向的密度變化線方向的密度變化 d d /dR /dR。 USTC9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量2 2 光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲光線通過折射率場時(shí)發(fā)生彎曲 USTC Q*Q入入射射光光線線未擾動光線未擾動光線擾動光線擾動光線9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量UST

30、C Q*QablxyblabyabxaddKdsdRdKdzdydKdzdx9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 陰影儀陰影儀ShadowngraphyShadowngraphy）lxyL9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 陰影儀陰影儀ShadowngraphyShadowngraphy）dxL xL (x+ x)dyL yL (y+ y)xxyydxxdxy 9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 陰影儀陰影儀ShadowngraphyShadowngraphy）2222byxaALKLdzAxyxy陰影儀顯示了密

31、度的二階導(dǎo)數(shù)。陰影儀顯示了密度的二階導(dǎo)數(shù)。USTC陰影圖陰影圖USTC陰影圖陰影圖9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 紋影儀紋影儀SchlierenSchlieren）M1M2KPhL2L1Sf 29.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 紋影儀紋影儀SchlierenSchlieren） yf 2K9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 紋影儀紋影儀SchlierenSchlieren）h h9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 紋影儀紋影儀SchlierenSchlieren）2221112

32、2111ybyabxahffKfEhdzEhhhyfKfEhdzEhhhx 水平刀口垂直刀口紋影儀顯示了垂直于刀口方向的密度一階導(dǎo)數(shù)。紋影儀顯示了垂直于刀口方向的密度一階導(dǎo)數(shù)。9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量USTC3 3 紋影儀紋影儀SchlierenSchlieren）3 紋影儀紋影儀Schlieren）MUSTC9.2 可壓縮流體密度場測量可壓縮流體密度場測量箭頭表示密度增大方向箭頭表示密度增大方向9.3 密度場定量測量密度場定量測量USTCvMach-Zeder干涉儀干涉儀v相干條件相干條件v （1頻率相同、偏振方向相同、有固定的位相頻率相同、偏振方向相同、有固定的位相

33、差差v 的兩光波。的兩光波。v （2兩光波在相遇點(diǎn)振幅相差不大。兩光波在相遇點(diǎn)振幅相差不大。v （3兩光波在相遇點(diǎn)光程差不太大。兩光波在相遇點(diǎn)光程差不太大。USTCvMach-Zeder干涉儀干涉儀M1M2M4M3補(bǔ)償室補(bǔ)償室試驗(yàn)光束試驗(yàn)光束參考光束參考光束試驗(yàn)段試驗(yàn)段USTC9.3 9.3 密度場定量測量密度場定量測量v干涉儀（干涉儀（ Mach-Zender Interferometrer ）v 光程差光程差00, , ,212bbaaLn x y zn dzKx y zdzLNNL 亮條紋；暗條紋；USTC9.3 9.3 密度場定量測量密度場定量測量v全息干涉儀全息干涉儀(Holographic Intereferometry)HORH+1C-10記錄記錄再現(xiàn)再現(xiàn)全息全息USTC9.3 9.3 密度場定量測量密度場定量測量v全息干涉儀全息干涉儀(Holographic Intereferometry)crcrcrjjjjjeCROCOReCROCROCORC