Бесконтактный измеритель скорости протяженного оптически неоднородного объекта Советский патент 1987 года по МПК G01P3/36 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аэрофотографии, прокатном производстве и на транспорте.

Цель изобретения - уменьшение ди- намической погрешности измерения скорости.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - его пространственно-частотная характери- стика.

Бесконтактный измеритель скорости протяженного оптически неоднородного объекта содержит осветитель 1, объектив 2, в плоскости изображения кото- рого установлен растровый фотодетектор 3, своими выходами соединенный с входами дифференциального усилителя 4, частотомер 5, подключенный к выходу дифференциального усилителя 4, и фильтр, выполненный в виде приз- менно-растровой пластинки 6, установленной перед объективом 2. Растровый фотодетектор 3 оптически сопряжен с поверхностью объекта 7, а ребра элементарных призм призменно- растровой пластинки 6 ориентированы параллельно штрихам растрового фотодетектора 3.

Призменно-растровая пластинка 6 представляет собой стеклянную (или сделанную из другого прозрачного преломляющего вещества) плоскопараллельную пластинку, одна поверхность которой ограничена призматическими элементами. Отклоняющие углы всех призматических элементов различны и выбраны такими, чтобы главные лучи световых пучков, прошедших сквозь каждый из элементов, пересекались с плоскостью изображения объектива 2 в различных точках, равномерно распределенных в направлении движения с шагом, равным пространственному периоду растрового фотодетектора 3, т.е. углы отклонения призматических элементов составляют дискретное множество с дискретом, равным отношению пространственного периода растрового фотодетектора 3 к фокусному расстоянию объектива 2.

Бесконтактный измеритель скорости протяженного оптически неоднородного объекта работает следующим образом.

Световой поток осветителя 1, от- раженный от объекта 7, попадает на призменно-растровую пластинку 6.

Наличие призменно-растровой пластинки 6 приводит к тому, что в плос

5

0 с 0 г

5

0

71 -2

кости растрового фотодетектора 3 формируется не одно, а множество равноотстоящих друг от друга в направлении, перпендикулярном штрихам растрового фотодетектора 3, изображений каждой точки А объекта 7, т.е. в плоскости растрового фотодетектора 3 формируется одновременно несколько, идентичных изображений, регулярно смещенных в направлении движения объекта 7 с постоянным шагом, равным пространственному периоду растрового фотодетектора 3.

Световой поток, прошедший сквозь призменно-растровую пластинку 6 и объектив 2, с помощью растрового фотодетектора 3 преобразуется в электрический сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 4 и подается на частотомер 5, проградуиро- ванный в единицах скорости.

В /спектре выходного сигнала дифференциального усилителя спектральная компонента с центральной частотой , пропорциональной скорости, благодаря применению призменно-растровой пластинки 6 имеет повышенную спектральную плотность.

Положительным свойством использо вания призменно-растровой пластинки в качестве фильтра является то, что фильтрация полезного сигнала осуществляется в области пространственных, а не временных частот, т.е. практически без задержки, а следовательно, не связана с появлением дополнительной динамической ошибки измерения скорости при ускорен-ном движении.

Другим достоинством использования призменно-растровой пластинки в качестве фильтра является то, что центральная частота и полоса пропускания ее частотной характеристики автоматически (без какой-либо следящей системы) привязаны к спектру сигнала усилителя.

Формула изобретения

Бесконтактный измеритель скорости протяженного оптически неоднородного объекта, содержащий осветитель, объектив, в плоскости изображения которого установлен растровый фотодетектор, подключенный выходом через дифференциальный усилитель к частотомеру, и фильтр, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности измерений,

фильтр выполнен в виде установленной перед объективом призменно-растровой пластинки, ребра элементарных призм которой ориентированы параллельно штрихам растрового фотодетектора, а

углы отклонения составляют дискретное множество с дискретом, равным отношению пространственного периода растрового фотодетектора к фокусному расстоянию объектива.

Изобретение относится к измерительной технике. Изобретение позволяет уменьшить динамическую погрешность измерения. Измеритель содержит осве-. титель 1, объектив 2, растровый фото62 .7 детектор (-РФД) 3, дифференциальный усилитель 4, частотомер 5. Непосредственно перед объективом 2 установлен фильтр в виде ыризменно-растровой пластинки 6, ребра элементарных призм которой ориентированы параллельно штрихам РФД 3, а углы отклонения составляют дискретное множество с дискретом, равным отношению пространственного периода РФД к фокусному расстоянию объектива. С помощью пластинки 6 в плоскости РФД 3 формируется множество идентичных изображений объекта 7, сдвинутых в направлении движения на величину пространственного периода РФД 3, благодаря чему информационная спектральная компонента усиливается, а остальные подавляются, т.е. осуществляется мгновенная пространственная фильтрация сигнала. 2 ил. О) jouff.f

Редактор А.Ревин

Составитель Ю.Власов Техред Л.Сердюкова

Заказ 7893/39Тираж-798-Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.Z

Корректор Л.Патай