Устройство для измерения скорости

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерения . Изображение зондирующего поля В рассеянном свете формируется на фотоприемнике 10 с помощью объектива 8 и поворотного зеркала 9. При пересечении рассеивающей частицей зондирующего оптического поля на выходе фотоприемника 10 появляется радиоимпульс фотоэлектрического сигнала , частота которого является линейной функцией доплеровского сдвига частоты, а длительность равна времени прохождения рассеивателя через интерференционное поле. На одном из ВЫХОДОВ формирователя 11 образуется последовательность стробимпульсов, а на другом - последовательность счетных импульсов, частота которых равна частоте заполнения радиоимпульсов . Счетные импульсы параллельно подаются на счетчики 12 и 13. Стробимпульсы поступают на счетчики через ключ 15 и задают время счета. Параллельно стробимпульсы поступают на счетчик 14, формирующий сигнал, переключающий ключи 15 и 17 через каждые п стробимпульсов. 1 ил. СО о to 00 О) ста

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 02865

А1 (дц 40 Ol P 3/36, 5/00

ВСРС(1ЖЧР Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3892377/24-10 (22) 11.05.85 (46) 30.01.88. Бюл. 11 4 (71) Институт автоматики и электрометрии CO AH СССР (72) П.Я.Белоусов, Ю.Н,Дубнищев, В.Г.Меледин, В.А.Павлов и А,И.Скурлатов (53) 532.574(088.8) (56) Дубинцев IO,Í. и др. Лазерный доплеровский измеритель скорости

"ЛАДО-1" — Иенское обозрение, 1978, У 5-6, с. 222-225.

Банен и др. Лазерный доплеровский многокомпонентный анемометр на основе электрооптического модулятора.—

Приборы для научных исследований.

1984, У 7, с. 80-83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерения, Изображение зондирующего поля в рассеянном свете формируется на фотоприемнике 10 с помощью объектива 8 и поворотного зеркала 9, При пересечении рассеивающей частицей зондирующего оптического поля на выходе фотоприемника 10 появляется ра" диоимпульс фотоэлектрического сигнала, частота которого является линейной функцией доплеровского сдвига частоты, а длительность равна времени прохождения рассеивателя через интерференционное поле ° На одном из выходов формирователя 11 образуется последовательность стробимпульсов, а на другом — последовательность счетных импульсов, частота которых равна частоте заполнения радиоимпульсов. Счетные импульсы параллельно подаются на счетчики 12 и 13 °

Стробимпульсы поступают на счетчики через ключ 15 и задают время счета.

Параллельно стробимпульсы поступают на счетчик 14, формирующий сигнал, переключающий ключи 15 и 17 через каждые и стробимпульсов. 1 ил.

1302865

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной гидро- и аэродийамике, океанологии и т.п.

Цель изобретения — снижение погрешностей.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема измерителя.

Устройство содержит последовательно расположенные лазер 1, переключатель 2 поляризации лазерного луча; лучевой расщепитель 3, формирователь 15

4 пересечения ортогонально поляризованных световых пучков, поляризационную призму Волластона 5, полуволновые фазовые пластинки 6 и 7, направляющий объектив 8. Перед направ- 20 ляющим объективом на пути рассеянного лучка установлены последовательно поворотное зеркало 9 и фотоприемник

10. К фотоприемнику подключен двухканальный измеритель доплеровского сдвига частоты, содержащий формирователь 11 счетных и стробимпульсов, к выходам которого параллельно подсоединены два счетчика 12 и 13 счетных импульсов. К стробимпульсному 30 выходу формирователя ll подключен дополнительный счетчик 14. Стробимпульсные входы счетчиков подсоединены к выходу формирователя 11 через управляемый ключ 15. Переключатель

2 поляризации лазерного луча подсоединен к источнику 16 питания через управляемый ключ 17 ° Управляющие входы ключей 15 и 17 подсоединены параллельно к выходу дополнительного 40 счетчика 14. Переключатель поляризации может быть выполнен на основе стандартного электрооптического модулятора, управляемого полуволновым напряжением. 45

Устройство работает следующим образом, Поляризованный луч лазера 1 после прохождения переключателя 2 поляризации лучевым расщепителем 3 разделяется на два ортогонально поляризованных пучка. В зависимости от кон" кретной реализации известного расщепителя световые пучки на его выходе могут иметь одинаковые частоты или отличаться на известный частотный сдвиг. Далее формирователем 4 (объектив или оптические клинья) ортогонально поляризованные пучки пересекаются либо скрещиваются в области, где установлена поляризационная призма Волластона 5, Поскольку расщепляющий угол призмы выбран равным . углу между входными пучками, ортогонально поляризованные лучи на выходе призмы оказываются направленными по противоположным ребрам четырехугольной пирамиды с квадратным основанием

ABCD в плоскости, проходящей через диагональ основания BD. При переключении поляризации входных пучков выходящие из призмы лучи оказываются направленными вдоль ребер пирамиды, лежащих в ортогональной плоскости и проходящих через вторую диагональ АС основания, Выходящие из поляризационной призмы пучки после прохождения направляющего объектива Я попарно последовательно во времени формируют в исследуемой среде пространственно совмещенные зондирующие интерференционные поля с ортогонально ориентированными интерференционными полосами. В зависимости от типа известного фотоприемника световые пучки, формирующие зондирующее интерференционное поле могут иметь одинаковые или ортогональные (в случае балансного фотоприемника) поляризации. Дпя согласования поляризаций устанавливаются фаэовые полуволновые пластинки 6 и 7.

Изображение зондирующего поля в рассеянном свете формируется на фотоприемнике 10 с помощью объектива

8 и поворотного зеркала 9. При пересечении рассеивающей части зондирующего оптического поля на выходе фотоприемника появляется радиоимпульс фотоэлектрического сигнала, частота которого есть известная линейная функция доплеровского сдвига частоты, а длительность равна времени прохождения рассеивателя через интерференционное поле. На одном иэ выходов формирователя 11 образуется последовательность стробимпульсов, длительность которых равна длительности входных радиоимпульсов, а на другом выходе формируется последовательность счетных импульсов, частота которых равна частоте заполнения радиоимпульсов. Счетные импульсы параллельно подаются на счетчики 12 и

13. Стробимпульсы поступают на счетчики через управляемый ключ 15 и задают время счета. Параллельно строб1302865

Формула н з а б р е т е н н я

Устройство для измерения скорости, содержащее последовательно расположенные и оптически согласованные импульсы поступают на дополнительный счетчик, который формирует сигнал, переключающий управляемые ключи 15 и 17 через каждые п стробимпульсов.

При уменьшении и частота выборки информации для каждой компоненты скорости увеличивается,. достигая максимального значения прн п=2, когда управляющий сигнал формируется дополнитеJxbHbH счетчиком по поступлении каждого четного стробок пульса. лазер, переключатель поляризации лазерного..луча, подключенный к источнику питания через управляемый ключ, лучевой расщепитель, направляющий

10 объектив, приемную оптическую систему и фотоприемник, к выходу которого подключен двухканальный измеритель доплеровского сдвига частоты, содержащий формирователь счетных импуль15 сов и стробимпульсов и два счетчика счетных импульсов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью снижения погрешностей, в него введены поляризационная призма Волластона с on20 тическим формирователем пересекающихся ортогонально поляризованных пучков с расщепляющим углом, равным углу между направлениями входных пучков, а также дополнительные счетчик и ключ, при этом к выходу формирователя подключен дополнительный счетчик, стробимпульсные входы счетчиков счетных импульсов подсоединены к выходу формирователя через дополни30 тельный ключ, а управляющие входы обоих ключей подключены параллельно к выходу дополнительного счетчика.

В случае многочастотного режима работы амплитуда электрического доплеровского сигнала имеет релеевское распределение. Поэтому выбором порога чувствительности режим работы измерительного устройства может быть переведен в квазиодночастичныи, Другой путь — уменьшение размера зондирующего интерференционного поля до величины, при которой в измерительном объеме в среднем находится не более однои частицы.

Таким образом, и в многочастичном режиме действие предлагаемого устройства обеспечивает оптимальное использование энергии лазерного излучения и высокую точность измерения, Составитель Ю.Власов

Техред М.Ходанич

Корректор Л.Патай

Редактор А,Курасова

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 739

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4