Лазерный допплеровский измеритель локальной 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)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22}Заявлено 14.10.7б (21) 2412187/18-10 с присоединением заявки ¹

Р М К з

С 01 Р 3/36

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 15.1282, Бюллетень ¹ 4б .Дата опубликования описания 15.12.82 (33) УДК 532.574 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Л. Грохольский и В.М. Землянский

Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации

1 (71) Заявитель (54) ЛАЗЕРНЫЙ ДОППЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ЛОКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения локальйых скоростей потока лазерным допплеровским методом с применением оптического гетеродиниронания..Известны лазерные допплеровские

Измерители скорости, работающие по схеме с опорным пучком (1), недостатками которых являются сложность юстировки оптической схемы и невозможность ее применения для измерения потоков со слаборассеивающими частицами.

Наиболее близким к изобретению является лазерный допплеровский измеритель скорости, работающий по дифференциальной схеме (2), сойеРжаЮ и лазер, расщепитель, фокусирующую линзу, собирающий рассеянный свет линзу, фотоприемник и частотЬмер.

Недостаточные точность и помехоустойчивость такого измерителя связаны с тем, что при рассеянии оптического когерентного излучения лазера частицами происходит изменение его состояния поляризации, причем состояние поляризации рассеянного излучения определяется направлением наблюдения рассеянного света.

Цель изобретения вЂ” повышение точности и помехоустойчивости измерителя эа счет обеспечения максимальной степени согласования смешиваемых волн по состоянию t ляриэации.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом измерителе установлена апертурная диафрагма с крестообраэ ным отверстием, лежащая в плоскости, перпендикулярной лазерным лучам с центром симметрии, совпадаюв1им с биссектрисой угла, образованного пересекающими лазерными луЧами.

На фиг.1 показана схема предлагаемого измерителя. д

Лазерный допплеровский измеритель скорости потока содержит лазер 1, расщепитель 2, линзу 3, фокусирующу@ лазерные лучи в исследуемую область

4, собирающую рассеянный свет линзу

5, крестообразную апертурную диафрагму б, фотоприемник 7 с диафрагмой 8 и измеритель 9 догплеровской частоты.

Измеритель скорости работает следующим образом.

Пучок света от лазера 1 разделяется светоделителем 2 на два идентичных пучка, которые фокусируются линзой 3 в исследуемую область 4 потока. Рассеянный на частицах свет

617994

ВНИИПИ Заказ 10691/13 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 собирается линзой 5 в пределах крестообразной диафрагмы б и далее направляется на фотоприемник 7, перед которым установлена диафрагма 8.

Выбор ориентации в пространство крестообразной диафрагмы б осуществля-5 ется таким образом, чтобы для дифференциальной.схемы измерителя осущест5лялось автоматическое согласование поляризаций смешиваемых рассеянных волн. Это происходит в том случае, 10 если апертурная диафрагма, имеющая крестообразную форму (фиг.2), лежит в полости, перпендикулярной к плоскости падающих пересекающихся лучей

1 и П, а врнтр симмертии1диафрагмы 15 совпадает с биссектрисой угла, образованного лучами 1 и П.

Автоматическое согласование поляризаций смешиваемых волн в пределах крестообразной диафрагМы происходит в силу свойств симметрии рассеивания.

Формула изобретения

Лазерный доцплеровский измеритель локальной скорости газа и жидкости, содержащий лазер, расщепитель, фокусирующий линзу, собирающую рассеянный свет линзу, фотопривмник и устройство измерения допплеровского сдвига частоты, отличающийся твм, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости измерителя, в нем установлена апертурная диафрагма с крестообразным отверстием, лежащая в плоскости, перпендикулярной лазерным лучам, с центром симметрии, совпадающим с биссектрисой угла, образованного пересекающимися лазерными лучами.

Источники информации, принятые во нимание при экспертизе

1. Ринкевичюс В.C. Допплвровский метод измерения локальных скоростей с помощью лазеров. Успехи физических наук, 1973, 6, Р 2, с. 305-330.

2. Патент США Р 3548655, кл. 73-194, 1967.

Лазерный допплеровский измеритель локальной скорости

Способ определения скоростных характеристик двухфазного потока // 585442

Фотоэлектрический частотный датчик скорости вращения ротора коллекторной электрической машины // 570840

Способ измерения поля скорости движущихся сред // 567141

Способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде // 539273

Лазерный допплеровский измеритель скорости // 534985

Датчик скорости // 532816

Лазерный допплеровский измеритель скорости // 529660

Устройство для измерения неравномерности вращения ведущего вала аппарата магнитной записи // 518731

Устройство для измерения скорости движения объекта // 518730

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