Устройство первичной обработки сигнала лазерного доплеровского анемометра

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лазерной доплеровской анемометрии преимущественно при измерениях скорости полидисперсных, двухфазных и турбулентных потоков. Целью изобретения является повышение точности измерений скорости несущей фазы полидисперсного потока и повышение помехоустойчивости измерений в турбулентном потоке. Электрический сигнал лазерного доплеровского анемометра поступает на вход устройства первичной обработки, объединяющий входы N полосовых частотных фильтров 1. Включается первым тот канал, в котором ранее всего будет достигнут заданный амплитудный порог. С помощью порогового формирователя 2 в каждом I - м канале при появлении на входе сигнала (I = 1, N) формируется последовательность информационных импульсов, поступающих на входы N - канального блока 3 выбора каналов, имеющего управляющий вход и информационный выход. Сигнал с выхода блока 3 поступает параллельно на вход идентификатора 4 периодичности сигнала и моновибратора 6 сброса, формирующего импульс сброса по истечении аппаратно заданного промежутка времени, превышающего максимальную длительность информативного сигнала. Если принятый сигнал идентифицируется как доплеровский, переменная составляющая которого имеет периодическую структуру, выдается синхроимпульс в систему вторичной обработки и регистрации, являющийся импульсом сброса. При наличии любого из импульсов сброса с выхода идентификатора 4 или моновибратора 5 логическая схема ИЛИ 6 формирует импульс сброса, подаваемый на управляющий вход блока 3 выбора каналов, разрешая тем самым новый цикл обработки сигнала для его идентификации и измерения информационных параметров. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) ($1)4 С 01 R 23 02

ВСЕСОЮЗНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Инрормациснныц" йиод

С1/ Agg/П/Л?ЦЦ(/

Н/77Щ /OIOHHb/А гналоу

od сыяюани.унции денти(ри080ННЬ//( и/цл05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4301976/24-10 (22) 02.07 ° 87 (46) 30.06.89. Бюл. N - 24 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.И.Заманский, Б.А.Павловский, Н.В.Семидетнов и С.Ф.Юрас (53) 621.396.6:621.378:532.57(088.8) (56) Василенко Ю.Г. и др. Лазерные допплеровские измерители скорости./

Под ред. И.Н.Нестерихина.Новосибирск:

Наука, 1975, гл. 6.

Патент США 11 4051433, кл. G 01 P 3/36, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ

СИГНАЛА ЛАЗЕРНОГО ДОППЛЕРОВСКОГО

АНЕМОМЕТРА

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лазерной допплеровской анеиометрии преимущественно при измерениях скорости полидисперсных, двухфазных и турбулентных потоков. Целью изобретения является повышение точности измерений скорости несущей фазы полидисперсного потока и помехоустойчивости измерений в турбулентном потоке. Электрический сигнал лазерного допплеровского анемометра поступает на вход устройства первичной обработки, объединяющий входы

N полосовых частотных фильтров 1.

Включается первым тот канал, в котором раньше всех будет достигйут заданный амплитудный порог. С помощью

1490651 порогового формирователя 2 в каждом

i-м канале при появлении на входе сигнала (i = 1,N) формируется последовательность информационных импульсов, поступающих на входы N — канального блока 3 выбора каналов, имеющего управляющий вход и информационный выход. Сигнал с выхода блока 3 поступает параллельно на вход идентификатора 4 периодичности сигнала и моновибратора 5 сброса, формирующего импульс сброса по истечении аппаратно заданного промежутка времени, превышающего максимальную длительность информативного сигнала. Если приня/

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лазерной допплеровской анемометрии преимущественно при измерениях скорости полидисперсных, двух- 25 фазных и турбулентных потоков.

Цель изобретения — повышение точности измерений скорости несущей фазы полидисперсного потока и помехоустойчивости измерений в турбулент- Эр ном потоке.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит иэ N частотных полосовых Фильтров 1, N пороговых формирователей 2 импульсов, N-входового блока 3 выбора каналов, идентификатора 4 периодичности сигнала, одновибратора 5 сброса и логической схемы ИЛИ 6. Входом устройства явля- 4О ются объединенные N входов фильтров

1. Выходы фильтров 1 подключены к входам пороговых формирователей 2 импульсов, выходы которых подключены к

N информационным входам схемы 3 вы- 45 бора каналов. Выход схемы Э выбора каналов подключен к входам одновибратора 5 и идентификатора 4, выходы которых подключены к Bxодам схемы

ИЛИ 6, выход которой подключен к управляющему сбросом входу схемы 3 выбора каналов.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал лазерного

55 допплеровского анемометра (ЛДА), поступая на входы всех полосовых час тотных фильтров 1, вызывает включение того канала, в котором раньше тый сигнал идентифицируется как допплеровский, переменная составляющая которого имеет периодическую структуру, выдается синхроимпульс в систему вторичной обработки и регистрации, являющийся импульсом сброса.

При наличии любого из импульсов сброса с выхода идентификатора 4 или моновибратора 5 логическая схема, ИЛИ 6 формирует импульс сброса, пода" ваемый на управляющий вход блока Э выбора каналов, разрешая тем самым новый цикл обработки сигнала для его идентификации и измерения информационных параметров. 1 ил . вс х достигается заданный амплитудньпi порог. Для малых частиц это произойдет в том канале, частота настройки которого совпадает с частотой периодической (допплеровской) составляющей сигнала ЛДА. При больших частицах включится канал огибаю-. щей, поскольку ее амплитуда значительно вьппе амплитуды периодической составляющей. При этом запускаются одновибратор. 5 и идентификатор 4.

Блок выбора каналов содержит N параллельных пропускных каналов с одним информационным выходом. Появление импульсного сигнала на любом информационном выходе при сбросе/запуске блока внешним импульсом блокирует на время идентификации остальные входы, препятствуя перекдючению блока сигнализации в других частотных каналах, сформированных вследствие пролета через измерительный объем ЛДА частиц со скоростью, отличной от скорости предшествующей частицы. Реализация управляемого сброса осуществля. ется, например, разветвлением каждого пропускного канала и введением в логическую ветвь пропускания RSтриггера, один иэ входов которого подключен к управляющему сбросом входу.

Идентификация заключается в проверке периодичности входного сигнала (переменная составляющая допплеровского сигнала обладает периодичностью). При пролете через измерительный интерференционный объем ЛДА малой частицы, размер которой меньше периода интерференционной структуры, 20

Таким образом, устройство выделяет на вторичную обработку определение допплеровского сдвига частоты сигнала только от малых частиц, скорости которых наилучшим образом соответствуют скорости несущей фазы потока, что повышает точность измерений ЛДА в процессе последующей обработки. По соотношению числа импульсов с выходов идентификатора и моновибратора можно с учетом корости определить статическое соотноше25

Составитель А.Тимофеев

Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Лежнина

Заказ 3752/54 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина-,101

5 14906 отфильтрованный сигнал, поступающий на вход идентификатора, будет идентифицирован как допплеровский.

При этом сигнал идентификатора 4

5 синхронизирует передачу информационных импульсов на обработку во внешнее устройство, одновременно сбрасывая схему выбора каналов. При пролете больших частиц идентификация не производится, сигнал не передается на обработку, а схема выбора канала сбрасывается моновибратором сброса по истечении аппаратно установленного заданного временного интервала, соответствующего самому длительному сигналу ЛДА, пропускаемому через полосовой фильтр с минимальной центральной частотой.

51 е ние концентрации мелких и крупных частиц.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство первичной обработки сигнала лазерного допплеровского анемометра, содержащее N частотных полосовых фильтров, N пороговых формирователей импульсов, N âõîäîâûé блок выбора каналов, одновибратор сброса, причем входы всех фильтров объединены, выход каждого i-го порогового формирователя импульсов подключен к i-му информационному входу блока выбора каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения скорости несущей фазы полидисперсного потока и помехоучтойчивости измерений в турбулентном потоке, в него введены идентификатор периодичности сигнала и логическая схема ИЛИ сброса, при этом выходы каждого i-го полосового фильтра подключены к входу i-ro порогового формирователя импульсов, входы:идентификатора и одновибратора сброса подключены к информационному выходу блока выбора каналов, а их выходы подключены к входам логической схемы ИПИ, выход которой подклю" чен к управляющему входу блока виброканалов.