Волоконно-оптический датчик скорости Советский патент 1983 года по МПК G01P3/36 G01P5/26 

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения скоростей объектов в труднодоступных местах в медици не, а нефтехимической промышленности в металлургии, в теплоэнергетике. Известно устройство для измерения скорости, содержащее источник когерентного излучения, оптическую систему, фотодетектор, электронный блок вь1числения скорости. Определение скорости в этом устройстве основано на гетеродинном оптическом приеме рассеянного движущейся средой излучения 8 качестве опорного сигнала используется масть излучения источника, непро взаимодействовавшая со средой . Недостатками устройства являются значительные габариты и чувствительность к вибрациям, что искажает возьюжность измерения скорости в труднодоступных местах условиях производства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является волоконено-оптический датчик скорости, содержащий последовательно расположенные, оптически согласованные лазер направленный ответвитель, многомодовь1Й световод и фотоприемник, оптически связанный с направленным от- ветвителем. В волоконно-оптическом датчике ско рости также использован гетеродинный метод приема рассеянного объектом излучения . При этом зондирующее излучение поступает в область измерения по многомодовому световоду 2 . Существенный недостаток устройства - высокая погрешность измерения скорости - вызван большой угловой расходимостью и фазовыми искажениями волнового фронта излучения, прошедше го многомодовый световод. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в волоконно-оптический датчик ско рости, содержащий последовательно рас положенные оптически согласованные лазер,направленныйответвитель,многомодовый световод и фотоприемник, опти чески связанное с направленным ответвителем, введен фазовый корректор вол нового фронта, установленный перед свободным концом многомодового световода и выполненный в виде последовательно расположенных направленнорассеивающего пропускающего экрана и фазирующей голограммы. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого дат.чика; на фиг. 2 - распределения амплитуды поля зондирующего излучения в различных сечениях корректора волнового фронта. Волоконно-оптический измеритель содержит последовательно расположен- . ные н-а оптической оси лазер 1 , направленный ответвитель 2, собирающую линзу 3, иногомодовый световод 4. Перед дальним концом световода расположен фазовый корректор волнового фронта 5, Состоящий из направленно-рассеивающего пропускаю1него экрана 6 статистического дифракционного модулятора и фазирую цей голограммы 7. Направленный ответвитель 2 оптически связан с последовательно расположенным объективом 8 и фотоприемником 9, который, в свою очередь, подключен к измерителю 10 доплеровской частоты. Волоконно-оптический датчик работает следующим образом. Излучение лазера 1 проходит через налравленный ответвитель 2 и фокусируется линзой 3 на торец световода . По световоду А излучение направляет- . ся на объект.Фазовый корректор 5, расположенный перед дальним концом световода , формирует стабилизированный пучок излучения с узкой диаграммой направленности и колоколообразным распределением энергии по сечению, независимо от изменения модового состава излучения на выходе световода. Это происходит благодаря наличию в схеме коректора направленнорассеивающего пропускающего экрана или статистического дифракционного модулятора 6. Его пропускание можно описать выражением вида t;(x, у) Г tj(), (1) где t - произвольные функции, случайным образом распределенные а плоскости модулятора (х, у) и отличные от нуля в пределах областей, площади которых меньше площади любого модового пятна в излучении световода. Области определения функций ts случайным образом распределены в плоскости модулятора {х, у) и отличны от нуля в окрестности точки (х; , у;). Их площадьДSi меньше площади дS любого модового пятна в излучении световода. Световое поле, продифрагировавшее на таком статистическом модуля

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК СКОРОСТИ, содержащий последовательно расположенные, оптически согласованные лазер, направленный ответвитель, многомодовый световод и фотоприемник, оптически связанный с направленным ответвителем, отличающий - с я тем, что, с целью повышения точ1:1Ости измерений, в него введен фазовый корректор волнового фронта, установленный перед свободным концом многомодового световода и выполненный в виде последовательно расположенных направленно-рассеивающего пропускающего экрана и фазирующей голограммы. Ш (Л Ъ Фи9 i 7