Патенты автора Дубнищев Юрий Николаевич (RU)
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в экспериментальной гидро- и газодинамике, теплофизике, океанологии, а также в промышленных технологиях, связанных с необходимостью исследования полей фазовой оптической плотности в газовых, конденсированных и реагирующих средах, пламенах и струях. Заявленный способ визуализации полей фазовой оптической плотности газовых и конденсированных сред состоит в том, что в исследуемую среду направляют зондирующее световое поле, формируют пространственно-частотный фурье-спектр возмущений, индуцированных в зондирующем световом поле исследуемой средой, последовательно выполняют изотропную гильберт-фильтрацию пространственно-частотного фурье-спектра возмущённого поля, обратное фурье-преобразование, проектируют гильберт-образ возмущений светового поля на фотоматрицу видеокамеры и подвергают компьютерной обработке покадровую последовательность изображений. Причем зондирующее поле формируют в исследуемой среде в виде пространственно-сконфигурированных монохроматических или полихроматических бесселевых пучков. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно расположенные световой источник, формирователь зондирующего светового поля, фурье-объектив, в частотной плоскости которого помещён изотропный гильберт-фильтр, и цифровую видеокамеру, подсоединённую к компьютеру. Световым источником является источник сконфигурированных бесселевых пучков, фурье-спектр которых согласован с фазовой структурой изотропного гильберт-фильтра. Устройство может быть выполнено, например, так, что формирователь сконфигурированных бесселевых пучков выполнен в виде последовательно расположенных формирователя концентрических кольцевых r, g, b пучков и аксикона, выполненного ступенчатым. Технический результат - повышение точности и расширение функциональных возможностей на гильберт-визуализацию пространственной структуры поля оптической фазовой плотности в конденсированных, газовых и реагирующих (пламя) средах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Лазерный доплеровский измеритель скорости // 2707957
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной гидро- и аэродинамике, в промышленных технологиях, связанных с необходимостью исследования скоростей потоков газовых и конденсированных сред, а также скоростей движения поверхностей. Лазерный доплеровский измеритель скорости содержит последовательно расположенные бихроматический источник двух пространственно совмещенных ортогонально поляризованных лазерных пучков с длинами волн λr и λg, первый объектив, акустооптический брэгговский модулятор бегущей волны, второй объектив, ахроматическую полуволновую фазовую пластинку, помещенную на пути одного из дифрагированных пучков, поляризационную призму Волластона, расположенную в плоскости изображения источника дифрагированных в акустооптическом модуляторе пучков. Также измеритель скорости содержит третий объектив, передняя фокальная плоскость которого совмещена с плоскостью расщепления пучков в поляризационной призме Волластона, полуволновые фазовые пластинки на путях двух расщепленных призмой Волластона пучков с длинами волн λr и λg, четвертый объектив - формирователь зондирующего оптического поля в исследуемой среде, установленное между третьим и четвертым объективами поворотное зеркало, установленную на пути светового пучка из монохроматической пары с длиной волны λg светоделительную пластинку, ориентированную под углом Брюстера, и последовательно с ней четвертьволновую пластинку, на пути отраженных светоделительной пластинкой пучков последовательно установлены четвертьволновая фазовая пластинка и зеркало, на пути светового пучка, рассеянного в направлении падающего с длиной волны λr и отраженного от светоделительной пластинки, установлены последовательно оптический фильтр на длину волны λr и фотоприемник, подключенный через АЦП к системе обработки сигналов. При этом брэгговский акустооптический модулятор выполнен двухволновым с отношением частот Ωr и Ωg ультразвуковых волн, равным отношению волновых чисел kr и kg дифрагирующих световых пучков, а фотоприемник, установленный на пути отраженного зеркалом рассеянного исследуемой средой светового поля, подключен к системе обработки сигналов через полосовые фильтры, центральные частоты которых равны частотам Ωr и Ωg ультразвуковых волн в акустооптическом модуляторе. Технический результат – повышение точности измерения скорости. 8 ил.
СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПОЛЕЙ ФАЗОВОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ В ГАЗОВЫХ И КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ // 2681672
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в экспериментальной гидро- и аэродинамике, теплофизике, в технологиях, связанных с необходимостью исследования скоростей, конвективных структур и фазовых переходов в газовых и конденсированных средах. Заявленный способ визуализации полей фазовой оптической плотности в газовых и конденсированных средах состоит в том, что в исследуемую среду направляют зондирующее световое поле, формируют фурье-спектр возмущений светового поля, индуцируемых исследуемой средой, выполняют гильберт-фильтрацию фурье-спектра возмущений зондирующего оптического поля, выполняют обратное фурье-преобразование фильтрованного оптического поля, проектируют его на фотоматрицу видеокамеры и анализируют покадровую последовательность изображений. При этом зондирующее поле формируют двумя пространственно-совмещенными световыми пучками, волновые числа которых находятся в соотношении 3/4 и соответствуют разным цветам в rgb-спектре чувствительности фотоматрицы, один из которых в спектре зондирующего поля согласован с длиной волны светового поля, подвергаемого гильберт-фильтрации. Технический результат - исключение влияния амплитудных возмущений зондирующего светового поля на визуализацию полей фазовой оптической плотности исследуемой среды. 2 ил.
ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ // 2638110
Лазерный доплеровский измеритель скорости содержит источник излучения двух пространственно совмещенных лазерных пучков, первый объектив, брэгговский акустооптический модулятор бегущей волны, второй объектив, первую призму Волластона, оптический формирователь зондирующего поля, первый фотоприемник, ахроматическая полуволновая фазовая пластинка, первая и вторая дисперсионные полуволновые фазовые пластинки, первая и вторая полуволновые фазовые пластинки, коллиматор, аксикон, вторая и третья призмы Волластона, конфокальная линзовая система, хроматический фильтр, дихроичное зеркало, второй фотоприемник. Повышение точности измерений достигается за счет использования бесселевых пучков, обеспечивающих однородность пространственно-частотной структуры зондирующего поля и уменьшение измерительного объема. 7 ил.
ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ // 2638580
Лазерный доплеровский измеритель скорости делит при помощи призм Волластона излучение на три канала. В каждом канале установлены фотоприёмники, которые регистрируют доплеровский сдвиг, что обеспечивает измерение трёх проекций вектора скорости. За счет одновременного измерения трех проекций вектора скорости при минимальном числе лазерных пучков, формирующих зондирующее поле, и использования только одного акустооптического модулятора обеспечивается повышение точности измерения скорости. 5 ил.
Способ измерения поля скоростей в газовых и конденсированных средах, в котором структурированное зондирующее поле в исследуемой среде формируют в виде параллельных световых плоскостей на длинах волн, соответствующих цветовой чувствительности пикселей фотоматрицы, движущихся в этих плоскостях. Изображения световых плоскостей одновременно формируют на фотоматрице в телецентрической проекции. Эмуляцию динамической пространственной фильтрации выполняют на пикселях, световая чувствительность которых согласована с длиной волны соответствующей световой плоскости. Получают корреляционные функции попарных изображений световых плоскостей. Поле нормальных к световым плоскостям компонент скорости определяют как пространственное распределение отношения попарного расстояния между световыми плоскостями к интервалам между экстремумами в соответствующих корреляционных функциях. Технический результат заключается в получении информации о пространственном поле скоростей частиц в исследуемой среде. 4 ил.
Изобретение относится к способу для дистанционного контроля профиля поверхности катания колеса железнодорожного состава. В указанном способе измерения параметров колес движущегося железнодорожного состава освещают поверхность колеса лазерными лучами и измеряют параметры рассеянного света, однозначно отображающие динамические параметры колеса, одновременно измеряют локальные линейные скорости в двух точках на разных известных расстояниях от рельса. Мгновенную угловую скорость находят как отношение разности измеренных локальных скоростей к расстоянию, равному разности расстояний от этих точек до поверхности рельса. Мгновенный радиус вращения находят как отношение локальной скорости движения оси колеса в направлении, параллельном рельсу, к мгновенной угловой скорости. В свете, рассеянном поверхностью катания, измеряют и регистрируют доплеровские сдвиги частоты по всей траектории пересечения лазерного луча с поверхностью катания. Профиль поверхности катания получают как произведение радиуса круга катания колеса на доплеровский сдвиг частоты в свете, рассеянном в точке траектории пересечения лазерного луча с поверхностью катания, нормированный на доплеровский сдвиг частоты в свете, рассеянном в точке, соответствующей радиусу круга катания. Технический результат - повышение точности измерения профиля поверхности катания колес движущегося железнодорожного состава. 3 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного контроля геометрической формы и скорости проскальзывания колеса движущегося железнодорожного состава
