Способ измерения скорости движения диффузно-рассеивающих объектов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения вектора скорости плоского освещения диффузных объектов в биологии, медицине и других прикладных областях оптико-физических исследований. Когерентным излучением освещают диффузный объект А. Рассеянное спекл - поле пространственно разделяют амплитудным светоделителем и осуществляют двухканальную фотоэлектрическую регистрацию оптического сигнала. Каждую составляющую спекл - поля после деления сканируют в плоскости объекта в различных, преимущественно ортогональных направлениях, измеряя при этом модуль скорости движения спекл - структур по числу флуктуаций амплитуды электрического сигнала в единицу времени. По измеренным значениям модуля скорости в отсутствие сканирования и при сканировании определяют расчетным путем направление вектора скорости. Устройство для осуществления способа содержит источник конкретного излучения 1, объектив 2, амплитудный светоделитель 3, первый и второй оптические сканаторы 4,5, двухканальный фотоприемный блок 6,6,Ъ 7,7,Ъ электронный блок обработки сигнала 8. 1 з.п. ф., 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 Р 3 36 ) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4115245/24-10 (22) 10.09.86 (46) 23.04.89. Бюл. ¹ 15 (71) Белорусский научно-исследовательский институт неврологии, нейрохирургии и физиотерапии и Институт физики АН БССР (72) И.В.Мархвида, Л.И,Рачковский, Л.В.Танин (SU) и Луис Марти Лопес (СР) (53) 532.574 (088,8) (56) Optica Acta, 1983, vol. 30, № 6, р. 841-848.
Авторское свидетельство СССР № 859930, кл. С 01 Р 3/36, 1980. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ДИФФУЗНО-РАССЕИВАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения вектора скорости плоского освещения диффузных объектов в биологии, медицине и других прикладных областях оптико-физических исследований. Когерентным излучением освещают
„„SU„„1474551 А1 диффузный объект А. Рассеянное спеклполе пространственно разделяют амплитудным светоделителем и осуществляют двухканальную фотоэлектрическую регистрацию оптического сигнала. Каждую составляющую спекл-поля после деления сканируют в плоскости объекта в различных, преимущественно ортогональных направлениях, измеряя при этом модуль скорости движения спекл-структур по числу флуктуаций амплитуды электрического сигнала в единицу- времени, По измеренным значениям модуля скорости в отсутствие сканирования и при сканировании определяют расчетным путем направление вектора скорости. Устройство для осуществления способа содержит источник когерентного излучения 1, объектив 2, амплитудный светоделитель 3, первый и второй оптические сканаторы 4, 5, двухканальный фотоприемный блок 6,6, 7,7, электронный блок обработки сигнала 8. 2 с,п. ф-лы, 2 ил.
1474551
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для исследования подвижных диффузно-отражающих объектов в биологии, медицине и других прикладных областях оптико-физических измерений.
Цель изобретения " расширение функциональных возможностей способа
В отсутствии сканирования скорость перемещения спекл-поля равна Ч (фиг.2). При сканировании составляющие спекл-поля перемещаются со скоростями V, — V + 1V и V — V + lЧ» °
Направлгние вектора скорости определяют, рассчитывая, например, угол из следующего соотношения
55 за счет определения направления вектора скорости.
На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — векторные диаграммы, поясняющие способ измерения, Устройство для измерения скорости движения диффузно-рассеивающих объектов содержит источник 1 когерентного излучения, объектив 2, амплитудный светоделитель 3, первый 4 и второй 5 оптические сканаторы, фотоприемный
1 блок 6,6, снабженный полевыми диаф-! рагмами 7,7, электронный блок 8 обработки сигнала, Способ осуществляют следующим образом.
Исследуемый диффузный объект А освещают когерентным излучением в направлении, перпендикулярном плоскости движения объекта. Рассеянное объектом излучение, представляющее собой спекл-поле, амплитудно раздваивают светоделителем 3, осуществляют поочередное или параллельное сканирование пространственно-разделенного спекл-поля в двух ортогональных нап- . равлениях Х, 7 в плоскости, перпендикулярной направлению освещения.
Рассеянное в фиксированной точке, определяемой апертурой объектива 2 и диафрагмами 7,7 поля зрения, фотоприемного блока 6,6, спекл-поле регистрируют в фотоприемном блоке. Число спекл-структур, наблюдаемых в поле зрения фотоприемного блока, прямо пропорционально скорости движения спекл-поля V = М Ч, где Ч вЂ” скорость объекта, М вЂ” линейное увеличение объектива 2, Изменение интенсивности спекл-поля в плоскости диафрагм
7,7 преобразуется в электрические
t сигналы, при этом число флуктуаций электрического сигнала в единицу .времени определяет электронный блок 8.
Сканирование составляющих спекл-поля осуществляют с заданнь»ми скоростями КЧ „ (например, в направлении
Х).и 1Ч (в направлении Y) .!
Ч 2 — (Ч!2 !дV l 2 (1)
М !Ч,! 2 — !712 — !Г7 l- °
Устройство работает следующим образом.
Излучение когерентного источника
1 направляется на движущийся диффузный объект A. Рассеянное спекл-поле р аз дв аив ае т с я амплитудным св е тоделителем 3 и направляется на двухканальный фотоприемнык блок 6,6, оптические входы которого (полевые диафрагмы 7,7 ) оптически согласованы с выходами светоделителя посредством первого 4 и второго 5 сканаторов.
Электрический сигнал с выхода фотоприемного блока поступает на вход электронного блока 8 обработки сигнала. Блок 8 осуществляет определение модуля скорости Ч;l спекл-поля, регистрируемого в каждом из каналов фотоприемного блока, -путем подсчета .числа флуктуаций спекл-поля в единицу времени. В отсутствии сканирования определяется величина модуля
Ф скорости I Ч . При сканировании спекл-поля в различных направлениях
Х, Y (например, Х ll Y) определяются модули скорости Ч„! и !V !. По измеренным значениям скоростей определяется по формуле (1) направление вектора скорости.
Формула и з обретения
1. Способ измерения скорости движения диффузно-рассеивающих объектов, включающий освещение объекта когерентным излучением, сканирование полученного рассеянного спекл-поля в плоскости, ортогональной направлению освещения, фотоэлектрическую регистрацию рассеянного спекл-поля и определение модуля скорости спеклполя по циклу флуктуаций интенсивности рассеянного спекл-поля в единицу времени, по которому судят о скорости объекта, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа
1474551
2. Устройство для измерения скорости движения диффуз но-рассеивающих объектов, содержащее последовательSUz
/
/
Составитель А.Тимофеев
Техред Л.Сердюкова
Корректор Л.Пилипенко
Редактор Н.Тупица
Заказ 1887/42 Тираж 788 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113()35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 за счет определения направления вектора скорости, полученное спекл-поле дополнительно амплитудно разделяют, сканирование, фотоэлектрическую регистрацию и определение модуля скорости спекл-поля производят по пространственно разделенных составляющих спекл-поля в отсутствие и при наличии сканирования, причем сканирование пространственно-разделенных составляющих спекл-поля проводят в двух различных направлениях, а о направлении вектора скорости объекта судят по величине модулей скорости спеклполя, измеренных в отсутствии сканирования и при двух направлениях сканирования. но установленные и оптически согласованные — источник когерентного излучения и объектив, а также первый
5 .оптический сканатор, выход которого оптически согласован с первым входом фотоприемного блока, выход которого соединен с входом электронного блока обработки сигнала, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения направления вектора скорости, оно дополнительно снабжено амплитудным свето" делителем, вход которого оптически согласован с объективом, и вторым сканатором, выход которого оптически согласован с вторым входом фотоприемного блока, при этом первый и второй выходы светоделителя оптически согласованы соответственно с входами первого и второго оптического сканатора.
