Способ измерения распределения скоростей частиц в потоке

Авторы патента:

G01P3/36 - приборы, выполняющие измерения с помощью оптических средств, т.е. инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01P 3/68 имеет преимущество; гирометры, использующие эффект Саньяка, т.е. смещения, наведенные вращением вращающихся в противоположных направлениях электромагнитных пучков G01C 19/64)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ЧАСТИЦ В ЙОТОКЕ путем многбкратной регистрации изображения потока частиц,получения транспаранта с изображением потока частиц , Ьсвещения транспаранта когерентным светой и измерения распределения интенсивности в Ш1оскости. дифракции Фраунгофера , 6 т ЗГИ ч а ю ц и и о и тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и повышеиия точности измерений в знакоперем еиных потоках, регистрацию нэ.обрёикения потока частиц проводят на разнесенные учатски транспаранта, фотографируют картину дифракции фраунгофера т изображения потока частиц на второй транспарант, освещают второй транспарант, когерентным светом а измерение распределения интенсивносси света д плоскости дифракции фраунгофера(ПРОВОДЯТ для второго транспаранта и по получении результатам определяют распределение скоростей в потоке частиц. Q 0 5 4 / ftfZ.f ю 00 «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONWUHI . РЕСПУБЛИН

y(50 G 01 P 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м авторскому с ильству герентным светом и измерения .. распределения интенсивности света s плоскости. дифракцни Фраунгофера, о т л и ч а ю щ и и о М тем, что, с целью уменыаения трудоемкости и повнаения точности измерений в знакопеременных потоках, регистрацию изображения потока : частиц проводят на разнесенные учатски транспаранта, фотографируют картину дифракции фраунгофера дт изображения потока частиц на второй транспарант, освещают второй транспарант когерентным светом а измерение распределения интенсивности света и плоскости дифракции Фраунгофера;проводят для второго g транспаранта и по полученньм результатам определяют распределение скоростей в потоке частиц.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

fIO ДЕЛАЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfAO,(21) 3250863/18-10 (22) 25 02.81 (46) 15,04 ° 83. Бюл. Р 14 (72) А.О.Вакрунов, В.Г.Луганский, В.A.Ðåøåòíèêîâ и Й.В.Щукин (71) Московский институт электронного машиностроения (53) 532.574(088.8) (56) 1. Патент-США В 3706495, кл. 356-28, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2878447/18-10, кл. G 01 P 3/36, 1980 (54)(57)СПОСОВ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ путем многократной регистрации иэобра-

4 кения потока частиц, получения транспаранта с иэображением потока частиц, освещения транспаранта ко..SU„„ 1012139 А

СФ

1012139

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения распределения скоростей частиц в потоках жидкостей и газов.

Известен способ измерения скоростей частиц, при котором по длине трека, восстановленного с голограммы, определяется скорость движения

Ш °

Недостатками этого способа являютсяг большое число измерений для определения распределения частиц

IIG скоростям, необходимость освещать когерентным светом движущийся поток частиц, не работоспособность при большой концентрации частиц.

Известен также способ измерения распределения скоростей в потоке частиц, состоящей из получения транспаранта с многократным изобра- 20 жением частиц, освещения транспаранта когерентным светом, измерения распределения интенсивности светового поля в области. дифракции фраунгофера в двух ортогональ- 25 ных направлениях, по которым получают распределение частиц по скоростям (2).

Недостатками данного спосОба являются необходимость проведения большого количества операций сканирования световогс поля в различйых направлениях, что делает спо:соб очень трудоемким и определение направления вектора скорости с точностью до 180 .

Цель изобретения вЂ” уменьшение трудоемкости и повышение точности измерений в энакопеременных потоках.

На фиг.Ь приведен вариант оптической схемы для регистрации мно- 5

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения распределения скоростей в потоке частиц путем многократной регистрации изображения потока частиц, получения 45 транспаранта с изображением потока частиц, освещения транспаранта когерентным светом и измерения распределения интенсивности света в плоскости дифракции Фраунгофера, регист- 50 рацию изображения потока частиц проводят на разнесенные участки транспаранта, фотографируют картину дифракции Фраунгофера от изображения потока частиц на второй 55 транспарант, освещают второй транспарант когерентным светом, а измерение распределения интенсив ности света в плоскости дифракции

Фраунгофера проводят для второго транспаранта и по полученйым резуль.татам определяют распределение скоростей в потоке частиц. гократного иэображения потока; на фиг.2 - структура транспаранта с многократным (дв ух крат ным) и зображением потока; на фиг.3 - вариант оптической схемы для регистрации картины дифракции и получения второго транспаранта; на фиг.4 вЂ” то же, для получения визуализированного поля скоростей в области дифракции

Фраунгофера для второго транспаранта; на. фиг. 5 - структура картины светового поля в области дифракции

Фраунгофера для второго транспаранта; на фиг.б - распределение интенсивности света в картине виэуализированного поля скоростей.

Для измерения скоростей потока частиц сначала осуществляют фотогра фически или голографически многократную регистрацию изображения на разнесенные участки транспаранта. На фиг.1 показан пример оптической схемы для фотографической регистрации такого изображения °

Свет от источника 1 освещает движущийся поток частиц 2, изображение которых с помощью объектива 3 проецируется с помощью фотозатвора

4 на транспарант 5. В качестве трайспаранта можно использовать, например,,фотопленку, фотопластинку или управляемый оптический транспарант. На фиг. 2 представлена структура транспаранта 5, полученного в результате двухэкспоэиционной регистрации. На участке 6 расположено изображение частиц при первой экспозиции, на участке 7 - при второй. Участки б и 7 транспаранта разнесены на расстояние d . В результате освещения такого транспаранта 5 (фиг.3) когерентным светом

8 от лазерного источника (не показанного), в плоскости выходного зрачка аплакатического объектива 9 образуется картина дифракции Фраунгофера транспаранта 5, которая регистрируется на второй транспарант

10. Освещая транспарант 10 когерент-.. ным светом 11 (фиг.4), в общем случае от другого источника (не показанного), в оптической системе 12 в плоскости выходного зрачка 13 получают снова картину дифракции Фраунгофера.Полученное в плоскости выходного зрачка 13 световое поле по существу представляет собой визуализированное распределение частиц по скоростям.На фиг.5 схематически показана структура этого светового поля,Информационным является участок

14,расположенный на расстоянии. с) от оптической оси.При этом отсчет скорости производится от точки О.

Если поток движется вправо,то он находится за точкой О,(фиг.5) если

1012139

Составитель 10.Власов

Техред К Мыцьо КорректорА. Ференц

Редактор М. Товтин

Заказ 2751/54 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.. Ужгород, ул. Проектная, 4 налево,то до точки О.Измеряя распределение интейсивности света в направлении оси Х (фиг.б1 определяют по величине, положению и форме пиков величину и распределение потока частиц по скоростям.

Способ измерения распределения скоростей частиц в потоке

Устройство для бесконтактного измерения скорости движения протяженного объекта // 1007005

Устройство для измерения скорости движения объекта // 998954

Устройство для измерения линейной скорости вращательного движения // 993124

Способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде // 985744

Способ измерения скорости перемещения отражающей поверхности // 978047

Устройство для измерения скоростей частиц в потоке // 978046

Устройство для измерения скорости перемещения поверхностей сплошных сред // 974899

Устройство для измерения скорости перемещения объекта // 974272

Способ измерения скорости потоков // 957107

Способ измерения скорости движения объекта и устройство для его реализации // 2100810

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к классу электронно-оптических приборов, позволяющих определять параметры движения объекта или узла механизма, и может быть использовано в высокоточных быстродействующих системах дистанционного измерения линейной скорости, в системах ориентации и управления космическими и другими летательными аппаратами, а также в приборах и устройствах навигационных и геодезических систем

Устройство для определения угловой скорости // 2104553

Способ лазерного измерения вектора скорости // 2108585

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в экспериментальной гидро- и аэродинамике, исследовании однофазных и многофазных сред, а также в промышленных технологиях, связанных с необходимостью невозмущающего контроля параметров механического движения

Двухканальный оптический измеритель скорости // 2124732

Способ измерения линейной скорости // 2125268

Изобретение относится к области измерения линейной скорости тел, осуществляющих перемещение в пространстве: космическом, воздушном, водном и т.п

Способ динамического измерения угловых перемещений // 2127867

Изобретение относится к угломерным измерениям, в частности к динамическим измерениям, представляющим собой периодическое измерение угла в определенные моменты времени, и может быть использовано для динамических измерений углов при помощи лазерного гироскопа с переменной подставкой (виброподвесом, зеемановской или фарадеевской подставкой), например, при измерении профиля железнодорожных путей скоростных железных дорог, а также в составе быстродействующих бесплатформенных инерциальных систем

Лазерный волоконный датчик угловой скорости // 2129283

Изобретение относится к области навигационных систем, а именно к прецизионным гироскопическим датчикам угловых скоростей

Лазерный доплеровский измеритель скорости // 2144194

Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления // 2147727

Изобретение относится к измерительной техникe и может быть использовано для определения углов ориентации и угловой скорости тел

Оптический измеритель скорости, длины и направления движения // 2160450