Лазерный доплеровский измеритель вектора скорости потока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости или газа. Цель изобретения - повышение точности измерения модуля и направление вектора скорости потока. Лазер 1 излучает пучок 2, который делится блоком расщепления 3, выполненным с возможностью вращения вокруг оси измерителя, на два параллельных пучка 4, 5 равной мощности. Пучки 4, 5 фокусируются объективом 6 в область измерения 7. Рассеянное оптическими неоднородностями потока излучение 8 собирается объективом 9 и направляется на фотоприемник 10, выход которого соединен с входом измерителя доплеровского ответа частоты 11. К выходу последнего подключен экстремальный регулятор 12, выходной сигнал которого через блоки 13 - 15 приводного механизма управляет угловым положением блока 3 расщепления пучка. Угол поворота соответствует максимуму измеряемой измерителем 16 скорости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 P 3/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712095/10 (22) 27.06,89 (46) 23.07.91. Бюл. N - 27 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им.бО-летия СССР (72) В,M.Çåìëÿíñêèé, А.И.Бобрышев, Н.Г.Макаренко и А.П.Чудесов (53) 535.5 (088.8) (56) Ринкевичюс Б.Е. Лазерная анемометрия.-М.: Энергия, 1978. с. 98 (54) ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕКТОРА СКОРОСТИ ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости или газа. Цель изобретения — повышение точности измерения модуля и направления вектоИзобретение относится к измерительной технике и может бь ть использовано для измерения потока жидкости или газа.

Целью изобретения является повышение точности измерения направления и модуля вектора скорости потока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит лазер 1, расположенный вдоль оси лазерного пучка 2, блок расщепления 3, разделяющий пучок на два пучка 4 и 5 равной мощности излучения и выполненный с возможностью вращения вокруг оптической оси измерителя оси пучка 2, фокусирующий объектив 6, направляющий пучки 4 и 5 в область измерения 7, через которую движется поток, вектор скорости которого лежит в плоскости СХУ, перпендикулярнойоптической оси измерителя.

Рассеянное излучение 8 собирается прием5U 1665312 А1 ра скорости потока. Лазер 1 излучает пучок

2, который делится. блоком расщепления 3, выполненным с возможностью вращения

B0Kpyr оси измерителя на два параллельных пучка 4, 5 равной мощности. Пучки 4, 5 фокусируются объективом б в область измерения 7. Рассеянное оптическими неоднородностями потока излучение 8 собирается объективом 9 и направляется на фотоприемник 10, выход которого соединен с входом измерителя доплеровского ответа частоты 11. К выходу последнего подключен экстремальный регулятор 12, выходной сигнал которого через блоки 13-15 проводного механизма управляет угловым положением блока 3 расщепления пучка. Угол поворота соответствует максимуму измеряемой измерителем 16 скорости. 1 ил. ным объективом 9, на выходе которого установлен фотоприемник 10, Выход фотоприемника через измеритель 11 доплеровского 0, сдвига частоты и экстремальный регулятор

12 подключен к входу управляемого приводного механизма, выполненного, например, в виде усилителя 13, соединенного с двигателем 14, подключенным к редуктору 15, Выход редуктора 15 механически соединен К с блоком расщепления 3, угловое положение которого при поворотах вокруг оси 2 определяется измерителем положения 16.

Измеритель работает следующим образом.

Лазер 1 излучает пучок 2, который делится блоком расщепления 3 на два параллельных и симметричных оптической оси 2 измерителя пучка 4 и 5. Пучки 4 и 5 фокусируются объективом б, центр которого совмещен также с осью 02, в область измерения

1665312 ления двумерного вектора скорости с помощью измерителя углового положения 16, Составитель А. Тимофеев

Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Редактор Т, Иванова

Заказ 2390 Тираж 352 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

7. Рассеянное излучение 8 собирается объективом 9 и направляется на фотоприемник

10. Выход фотоприемника 10 соединен с входом измерителя 11 доплеровского сдвига частоты, с помощью которого осуществляются выделение максимума нергетического спектра доплеровского игнала и измерение доплеровского сдвига астоты. К выходу измерителя 11 подключен вкстремальный регулятор 12, выходной сиг нал которого в управляемом приводном механизме усиливается по мощности силителем 13 и подается на исполнитель ый двигатель 14, вал которого через редукор 15 вращает блок 3 расщепления пучка округ оптической оси 02 до положения, оответствующего максимум частоты долеровского сигнала. Угловое положение блока 3 определяется измерителем 16, на пример механическим или электромагнитным.

Таким образом, изобретение обеспечивает измерение модуля вектора скорости потока с помощью измерителя 11 доплеровСкого сдвига частоты, а измерение направФормула изобретения

5 Лазерный доплеровский измеритель вектора скорости потока, содержащий последовательно расположенные и оптически. согласованные лазер, блок расщепления пучка, выполненный с воэможностью вра10 щения вокруг оси измерителя, фокусирующий и приемный объективы, фотоприемник и измеритель доплеровского сдвига часто- . ты, вход которого соединен с выходом фотоприемника, о тл и ч а ю щий с я тем, что, 15 с целью повышения точности измерения направления и модуля вектора скорости потока, в нега введены последовательно включенные экстремальный регулятор и управляемый приводной механизм, вал кото20 рого через редуктор механически соединен с блоком расщепления пучка, а также введен измеритель углового положения блока расщепления пучка, причем выход измерителя доплеровского сдвига частоты соеди25 нен с входом экстремального регулятора.