Способ оперативного контроля импульсных светодальномеров

 

Изобретение касается измерения расстояния с помощью лазерного излучения. Цель изобретения - повышение надежности контроля и экономии ресурса импульсного светодальномера. Заранее определяют величины задержки и ослабления каналов. Измерение проводят за один импульс светодальномера. При этом разделяют с помощью волоконной линии задержки телесный угол Ω , в котором распространяется излучение, на N элементарных телесных углов, регистрируют число M ослабленных и задержанных на время импульсов. Затем определяют отношение числа зарегистрированных импульсов M к числу элементарных телесных углов N, сравнивают это отношение с заранее заданным значением, а кроме того, измеряют время τ_i задержки импульсов в каждом телесном угле, сравнивают с заранее заданным временем задержки и оценивают годность светодальномера по результатам этих сравнений. При этом число элементарных телесных углов ω и время задержки импульсов в каждом элементарном телесном углу выбирают из условий , где Θ - угловая расходимость измерения; f_мин - минимальный угловой размер объектов, до которых измеряют расстояние, i = 1,2, . . . , N; τ - длительность импульса излучения импульсного светодальномера. 1 ил.

Изобретение касается измерения расстояния с помощью лазерного излучения и может быть использовано для контроля качества импульсных лазерных светодальномеров. Цель изобретения - повышение надежности контроля. На чертеже представлено устройство, реализующее данный способ, где 1 - светодальномер, 2 - устройство контроля, 3 - ослабитель, 4 - входной объектив, 5 - волоконные световоды, 6 - матрица входных торцов волоконных световодов, 7 - матрица выходных торцов волоконных световодов, 8 - выходной объектив, 9 - автоколлиматор, 10 - юстировочное зеркало, 11 - счетчик импульсов. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Определяют заранее величины задержки и ослабления каналов, образованных волоконными световодами 5 без учета ослабителя 3. С помощью ослабителя 3 устанавливают требуемое ослабление, задают необходимое число р запусков светодальномера и значение величины К_пор, а также способ сравнения измеренных значений задержки с заранее заданными значениями. Затем с помощью автоколлиматора 9, оптическая ось которого параллельна оптическим осям входного 4 и выходного 8 объективов, юстируют устройство 2 контроля относительно светодальномера так, чтобы нормаль к юстировочному зеркалу 10, жестко связанному с оптическими осями приемной и передающей систем светодальномера 1, была параллельна оптической оси автоколлиматора 9. Далее производят р запусков светодальномера 1. Излучение светодальномера 1 проходит каждый раз через ослабитель 3, выходным объективом 4 фокусируется на матрицу 6 входных торцов волоконных световодов 5, расположенную в фокальной плоскости входного объектива 4 так, что центральный элемент матрицы находится на оптической оси входного объектива 4, и распадается на N каналов (N телесных углов ω), которыми являются волоконные световоды. В каждом канале излучение претерпевает задержку на определенное заранее заданное значение τ_i. При этом в фокальной плоскости выходного объектива 8, в которой установлена матрица 7 выходных торцов волоконных световодов 5 так, что центральный элемент матрицы расположен на оптической оси выходного объектива 8, формируется серия одинаковых по мощности и разнесенных во времени импульсов излучения, которая выходным объективом 8 направляется к приемной системе светодальномера 1. Эти импульсы излучения преобразуются в аналоговые электрические сигналы, которые регистрируются пороговым устройством, входящим в состав светодальномера 1 (конструкция светодальномера 1 на чертеже не показана). Результатом регистрации являются импульсы со стандартными параметрами, которые поступают на стоповый вход измерителя интервалов времени светодальномера 1, который в каждом запуске измеряет одно и то же значение или несколько значений задержки, а также на вход счетчика 11 импульсов, который за р запусков накапливает М импульсов. Диаграмма направленности светодальномера 1 имеет требуемую ширину, нужным образом ориентирована в пространстве, не имеет провалов шириной, равной минимальному угловому размеру объектов или больше него, мощность излучения в каждом из N каналов не ниже порогового значения, поле зрения приемной системы нужным образом сориентировано относительно диаграммы направленности излучения и характеризуется требуемым углом, а порог чувствительности приемной системы не только требуемого значения - все эти условия являются условиями регистрации импульсов каждого канала, т. е. все N_мин импульсов при каждом запуске светодальномера 1 будут зарегистрированы. Если же хотя бы одно из этих условий не выполняется, число М зарегистрированных импульсов будет меньше N_мин. Учитывая, что число каналов N может быть выбрано с запасом, т. е. N >N_мин, процесс обнаружения слабых световых сигналов носит статистический характер, диаграмма направленности излучения может быть нестабильной, и заранее определяя допуск на каждый параметр, устанавливают пороговое значение К_пор такое, что при M/N ≥К_пор светодальномер следует признать годным, при M/N < К_пор - бракованным. Если требуется произвести р запусков, вводят величину К_пор¹ = р˙К_пор и сравнивают величину M/N c К_пор¹ (M > N). . При этом в данном способе число каналов N и время задержки каналов τ_i выбирают соответственно из условий N(Θ/φ_мин)², τ_i+1-τ_i≥ τ, где Θ - угловая расходимость излучения светодальномера; ϕ_мин - минимальный угловой размер объектов, до которых измеряют расстояние; τ - длительность импульса излучение светодальномера; i = 1,2. . . , N. В заявленном способе одновременно контролируется большое число параметров светодальномера и поэтому уменьшается вероятность признать годный светодальномер бракованым и наоборот. Экономия ресурса светодальномера при использовании данного изобретения обеспечивается тем, что, если при каждом запуске регистрируются М импульсов, то мощность каждого из них соответствует порогу чувствительность приемной системы светодальномера, т. е. число запусков светодальномера, необходимых для надежного контроля порога чувствительности, уменьшается в М раз по сравнению с прототипом. (56) Патент Великобритании N 2141891, кл. G 01 S 17/10, 1985.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕТОДАЛЬНОМЕРОВ , заключающийся в том, что фоpмиpуют из каждого импульса излучения импульсного светодальномеpа сеpию задеpжанных на заданное вpемя и ослабленных в заданное число pаз импульсов, pегистpиpуют ослабленные и задеpжанные импульсы, измеpяют вpемя задеpжки, сpавнивают pезультаты измеpения с заданным значением, а оценку годности импульсного светодальномеpа пpоводят по pезультатам сpавнения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контpоля, в нем pазделяют на N элементаpных телесных углов ω телесный угол Ω , в котоpом pаспpостpаняется излучение одного импульса, pегистpиpуют M ослабленных и задеpжанных на вpемя τ₂ импульсов, опpеделяют отношение числа заpегистpиpованных импульсов M к числу N элементаpных телесных углов ω, сpавнивают отношение M / N с заpанее заданным значением, оценивают годность импульсного светодальномеpа по pезультатам сpавнения, пpи этом число N элементаpных телесных углов ω и вpемя задеpжки импульсов в каждом элементаpном телесном угле выбиpают из условий N ; τ_i+1-τ_i≥τ, где Θ - угловая расходимость излучения;
ϕ_мин - минимальный угловой размер объекта, до которого измеряют расстояние;
i = 1, 2, . . . , N;
τ - длительность импульса излучения импульсного светодальномера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---