Доплеровский измеритель скорости потока

 

Матвктио-т - ..; ческаЮ

Союз Советских

Социалистинеских

Республик (») 481 836

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (Gт)Дополнительное к авт. свид-ву{22) Заявлено 16.07.73(21) 1943843/18-10 (61) М. Кл.

0 01 р 5/00

GO1 р 3/36 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений . и открытий (23) Приоритет»

Опубликовано 25.08.756юллетеиь № 31 (N) УДК531.767;

;535.8 (088.8) Дата опубликования описания 23.10,7

Б. С. Тараторкин (72) Автор изобретения

Ленинградский кораблестроительный институт (71) Заявитель (54) ЛОППЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА

1.

Изобретение относится к контрольно измерительной технике, а именно к опти

Iческим измерителям потока сплошных оп1 тических прозрачных сред, основанных на

l допплеровских методах. . 5

Известные устройства для измерения скорости сплошных сред с оптическими микронеоднородностямн. Скорость в точке потока определяется по допнлеровскому сдвигу частоты когерентного монохромати- то ческого излучения лазера, рассеянного микронеоднородностями среды в рабочей об-! ласти, образованной пересечениями двух

I когерентных лучей.

Однако из-за конечного диаметра лучей . 15 и малости угла между когерентными луча: ми в известном устройстве рабочая об- : ласть получается довольно протяженной в направлении поперечного сечении потока, что ограничвает поперечное разрешение 20 измерителя, Кроме этого для данного устройства характерно малое отношение сигнал/шум.

Бель изобретении — повышение поперечно-пространственного разрешения доп» 25 плеровского измерителя скорсс"гн потока, за счет выделения оптических сигналов,: поступающих от выбранной (измеритель ной) положенности объема пересечения

h лучей, лежащей вдоль потока, и подавле : ние всех остальных составщпощихсигнала с.помощью согласованного голографичес . кот о фильтра. Попутно с повышением раз ». решающей способности измерителя, такая фильтрация уменьшит паразитную засветку приемника и повысит отношенне сигнал/ шум.

Это достигается за счет введения в измеритель скорости потока перед фото, приемником оптического корреляционного., устройства, содержащего комплексно со цряженный с выбранной плоскостью интер- ференцнн голографический фильтр, разме- I шенный в общем фокусе -двух лййз сос тавляющих оптическую . антенну приемника.

Схема допплеровского измерителя скс - . рости потока представлена на чертеже.

Она имеет блок 1 лазера и расщепителя, дающий два параллельных когерен ных луча; фокусирующую линзу 2, жестк

481836 связанную с оптической системой приемника; рабочую область 3 пересечения лучей; аппаратурну !! диафрагму 4, отсекаюшую нерассеянные лучи лазера; прием-; ную линзу 5; плоский голографический ! фильтр 6, размещенный в области фокуса линзы 5; малую диафрагму 7; собиран шую линзу 8; точечную диафрагму 9, пропускающую корреляционнь и пик и отсекаюшую прочие сигналы фотоприемник 10; анализатор 11 допплеровских сигналов.

Устройство работает следующим образом. Имеющиеся на выходе блока 1 лазера и расшепителя параллельные монохроматические лучи, примерно равной мощности и сечения, направляются на линзу 2. Зта линза укреплена жестко на координатном устройстве вместе с линзами и диафраг» мами приемника и фокусирует оба луча в ! рабочую область 3, являющуюся областью интерференции лучей и источником допплеровских сигналов для фотоприемника.

Аппаратурная диафрагма отсекает прямые, нерассеянные микронеоднородностями потока лучи лазера, а приемная .линза 5 создает изображение области 3 в плоскости малой диафрагмы 7. Благодаря разнице в переднем и заднем фокусах приемной линзы 5, изображение области интерференции 3 можно получить в более крупном масштабе по сравнению с истиннылли размерами данной области, для удобства изготовления голографического иыьтра 6. Поперек отверстия малой диаф- .

4 рагмы 7 расположен плоский голографический фильтр 6, являюшийся комплексно сопряженным выбранной (измерительной) плоскости в области интерференции 3. Пучок сигналов, исходящий из области 3, проходя через голографический фильтр, испытывает пространственную фильтрацию.

Линза 8 и диафрагма 9 пропускают корр ляционный тик на фотоприемник 10. ФотЬ-.

1О приемник 10 преобразует оптический сигнал в электрический, который затем по-. ступает на анализатор 11. Сигналы, идущие от других плоскостей области пересе-,, чения лучей 3, образуют и плоскости точечной диафрагмы 9 размытое изображе ние :.и большая часть их энергии отсекается точечной диафрагмой 9.

Предмет изобретения

Допплеровский измеритель скорости потока, состоящий из лазера с устройст

25 вами для расщепления и фокусировки лучей и фотоприемника, о т л и ч а ю щ и й-, I с я тем, что, с целью повышения разрешаю- шей способности устройства в поперечном направлении и уменьшения паразитной засветки приемника, измеритель -снабжен оптическим корреляционным устройством, выполненным в виде голографического фильтра и установленным. перед фотоприемником в фокусе двух линз, -35-—

i. Îe(авыте:.ь }l l.. :ðó÷êÎ

Ре.иктор д д..щ,. „„а 1ехрсл pf }:;щ}аццд цю8а KoPPerruPO.Тюрина

L У! «Ъ О

Заказ $ $ó. Из, . Ж 4J у g I краж 902 Пздппсное

iIlllilli ill Государ твеяяог э к.>:1яг: а (.я; та Ь1 яясгров (ХСР

Предярия )не «Лат п>, М.>. кяа l:з9, Г рс >кковская яаб., 24