Лазерный доплеровский измеритель скорости

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)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения локальной скорости потоков жидкости, газа и движущихся поверхностей. Цель изобретения - повышение точности измерений проекции вектора скорости и расширение функциональных возможностей измерителя. Излучение лазера 1 с помощью коллиматора 2 и преобразователя 3 пространственных частот попадает под брэгговским углом в акустооптическую ячейку 4. Объективы 5, 6 формируют в потоке в точке пересечения измерительных пучков измерительный объем. Свет, рассеянный в измерительном объеме частицами потока или поверхности, собирается объективом 6 и направляется на неподвижный фотоприемник 7 поверхностью объектива 5 с отражающим покрытием, в котором выполнены отверстия для проходящих измерительных пучков. Блоки 3, 4. 5 эакреплены в оправе, вращающейся вокруг оптической оси объектива, за счет чего поворачивается плоскость измерительных пучков, формирующих измерительный объем , центр которого остается при вращении неподвижным. При этом рассеянный свет попадает на неподвижный фотоприемник 7. 1 ил. LA С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 P 3/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4490745/10 (22) 06.10.88 (46) 15.06.91. Бюл, М 22 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники СО АН СССР (72) l0.Ã.Âàñèëåíêî и Е.В,Сысоев (53) 535.8 (088.8) (56) Коронкевич В.П., Соболев В,С„Дубинцев Ю,Н. Лазерная интерферометрия, Новосибирск: Наука, 1983, с. 116.

Василенко Ю.Г., Дубинцев Ю.Н. и др.

Лазерные доплеровские измерители скорости. Новосибирск: Наука, 1975. (54) ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения локальной скорости потоков жидкости, газа и движущихся поверхностей.

Цель изобретения вЂ” повышение точности измерений проекции вектора скорости и расширение функциональных возможно Ы „„1656459 А1 стей измерителя, Излучение лазера 1 с помощью коллиматора 2 и преобразователя 3 пространственных частот попадает под брэгговским углом в акустооптическую ячейку 4. Объективы 5, 6 формируют в потоке в точке пересечения измерительных пучков измерительный объем. Свет, рассеянный в измерительном обьеме частицами потока или поверхности, собирается объективом 6 и направляется на неподвижный фотоприемник 7 поверхностью объектива 5 с отражающим покрытием, в котором выполнены отверстия для проходящих измерительных пучков. Блоки 3, 4, 5 закреплены в оправе, вращающейся вокруг оптической оси объектива, за счет чего поворачивается плоскость измерительных пучков, формирующих измерительный объем, центр которого остается при вращении неподвижным. При этом рассеянныи свет попадает на неподвижный фотоприемник 7.

1 ил.

1656459

Составитель А,Тимофеев

Техред М Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор А.Ревин

Заказ 2050 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения оптическими средствами локальной скорости потоков жидкостей и газов и движущихся поверхностей. 5

Цель изобретения вЂ” повышение точности измерений проекций вектора скорости и расширение функциональных возможностей измерения за счет обеспечения оптимальной ориентации плоскости измерений 10 пучков относительно исследуемого объекта без изменения пространственного расположения центра измерительного объема, На чертеже изображена схема предлагаемого измерителя. 15

Измеритель содержит последовательно расположенные лазер 1, коллиматор 2, преобразователь 3 пространственных частот, выполненнный, например, в виде двух склеенных призм, акустооптическую ячейку 4, 20 формирующий объектив 5 с отражающим покрытием на одной из его поверхностей и с отверстиями в покрытии для измерительных пучков, фокусирующий объектив 6, фотоприемник 7 и блок 8 измерения 25 доплеровского сдвига частоты.

Измеритель работает следфощим образом.

Перетяжка светового пучка лазера 1 совмещается коллиматором 2 с центром изме- 30 рительного объема А. Преобразователь 3 пространственных частот согласует угол взаимодействия лазерного пучка со звуковой волной акустооптической ячейки 4, что обеспечивает брзгговский нормальный ре- 35 жим дифракции. Объективы 5 и 6 формируют в потоке (в точке пересечения измерительных пучков) измерительный объ-! ем А. Свет, рассеянный в измерительном объеме частицами потока или поверхности, 40 собирается объективом 6 и направляется на неподвижный фотоприемник 7 поверхностью объектива 5 с отражающим покрытием. Блок 8 измеряет доплеровский сдвиг частоть. рассеянного света, по которому определяют скорость потока, Конструктивное объединение преобразователя пространственных частот, акустооптической ячейки и оптического элемента с отражающим покрытием в единый блок и их совместное вращение позволяет оптимально ориентировать плоскости измерительных пучков без изменения положения центра измерительного объема, в результате чего достигается повышение точности измерения проекции вектора скорости и появляется воэможность измерения различных примеров вектора скорости в пристеночных областях гидроазродинамических каналов сложной формы.

Кроме того, размещение преобразователя пространственных частот между коллиматором и акустооптической ячейкой придает оптической схеме измерителя аксиальную симметрию.

Формула изобретения

Лазерный доплеровский измеритель скорости, содержащий последовательно расположенные и оптически согласованные лазер, коллиматор, акустооптическую ячейку, формирующий объектив, фокусирующий объектив, фотоприемник и подключенный к его выходу блок измерения доплеровского сдвига частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений проекций вектора скорости и расширения функциональных возможностей измерителя, между коллиматором и акустооптической ячейкой установлен преобразователь пространственных частот, а на формирующий объектив нанесено отражающее покрытие с отверстиями, причем преобразователь пространственных частот, акустооптическая ячейка и формирующий объектив с отражающим покрытием закреплены в оправе, установленной с возможностью поворота вокруг оптической оси фокусирующего объектива.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для формирования зондирующих пучков в лазерном доплеровском измерителе скорости и расхода

Устройство преобразования угловой скорости в код // 1654753

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, в частности в станках с ЧПУ, робототехнических системах и др

Преобразователь частоты вращения во временной интервал // 1649448

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве первичного преобразователя з цифровых системах измерения и контроля скорости вращения

Волоконно-оптический доплеровский анемометр // 1638626

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и мо жет быть использовано при измерениях в труднодоступных местах скорости течения преимущественно жидких сред

Лазерный измеритель вектора скорости // 1638625

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет исследовать двумерные потоки жидкости, газа или перемещение твердой поверхности, определяя значение и направление вектора скорости

Устройство для измерения механических величин // 1624383

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения ускорений

Фотоэлектрическое устройство измерения малых угловых перемещений и скоростей // 1619175

Изобретение относится к средствам измерения угловых скоростей и перемещений и предназначено главным образом для измерения малых угловых перемещений и скоростей с нижним пределом измерения, равным нулю, и повышенной точностью измерения

Устройство для измерения скорости и длины протяженного объекта // 1613957

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скоростей и длин протяженных объектов

Устройство для измерения скорости и длины объекта // 1610438

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в металлургии, целлюлозно-бумажной, кабельной и других отраслях промышленности

Устройство для измерения угловой скорости // 1605776

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике-, предназначено ;щя использования в системах инерциальной навигации и является усовершенствованнем основного авт.св

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