Двухчастотная интерферометрическая система для измерения линейных перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

Описание патента на изобретение SU1362923A1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений удаленных объектов.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет обеспечения непрерывной регистрации перемещений.

На чертеже представлена принципиальная схема двухчастотной инт ерферо- метрической системы.

Интерферометрическая система содержит первый и второй лазеры 1 и 2, блок оптического смешения световых

га фазы и подсчитывающий целое число фазовых циклов. При перемещении.призмы 6 на величину Л/4, где Л - длина волны лазерного излучения, раз- ность фаз сигналов биений двух фотот.е.

приемников совершает один цикл, изменяется на 360 .

10

Для нормальной непрерывной работы системы с высокой .чувствительностью и точностью необходимо, чтобы разность частот двух .лазеров в течение большого промежутка времени оставалась постоянной. Электронный блок 10 частотно-фазовой автоматической подстройки стабилизирует эту разность. I.

На два входа блока 10 подается

сигнал с второго фотоприемника 8 на частоте , --Э, , где -О, и-О- опти- назначенную для связи с объектом, пер-JQ еские частоты и сигнал со стабильнопотоков, состоящий из первого и второго полупрозрачных зеркал 3 и 4 и двустороннего зеркала 5, призму 6 полного внутреннего отражения, пред1Г

вый и второй фотоприемники 7 и 8, установленные на первом и втором выходах блока оптического смещения световых потоков, ; реверсивный счетчик .9, электронный блок 10 частотно-фазо- 25 вой автоматической подстроили, пьезо- элемент 11 и стабильный радиогенератор 12. Пьезоэлемент 11 связан с вторым лазером 2, первьш и второй входы электронного блока 10 частотно-фазо- ЗО вой автоматической подстройки соединены с выходами второго фотоприемника 8 и стабильного радиогенератора 12, а выход - с пьезоэлементом 11.

го радиогенератора 12 на частоте f . Блок 10 вырабатьшает управляющее напряжение, пропорциональное разности частот fp - (-) и подает его на пьезоэлемент, на котором закреплено зеркало резонатора лазера 2. При этом частота лазера 2 изменяется таким образом, чтобы разность частоту), -л) была с фазовой точностью равна частоте f опорного радиогенератора 12. Таким образом, статическая ошибка при измерении отсутствует, а динамическая не превышает 1 Гц за время измерения. Это означает, что спектр .сигнала биеДвухчастотная Интерферометрическая 35 ний двух связанных лазеров имеет шисистема работает следующим образом..

Излучение лазеров 1 и 2 поступает в блок оптического смешения, который включает в себя два полупрозрачных зеркала 3 и 4 и одно плотное 5, отражающее с обеих сторон по 100%. Роль этого блока: путем расщепления и пространственного совмещения световых пучков произвести оптическое смешение лазерных полей на фото/1риемниках 7 и 8. Так как перемещение призмы 6, укрепленной на объекте, приводит к изменению частоты порции излучения лазера 1, то на втором фотоприемнике 8 вьщеляется сигнал биений тока на частоте, равной исходной разности частот двух лазеров, тогда как на первом фотоприемнике 7 вьвделяется сигнал с частотой, отличающейся от исходной разности на величину доплеровского сдвига, определяемого скоростью движения объекта. Сигналы с фотопр иемников поступают на реверсивньм счетчик 9, регистрирующий перемещение в виде набе13629232

га фазы и подсчитывающий целое число фазовых циклов. При перемещении.призмы 6 на величину Л/4, где Л - длина волны лазерного излучения, раз- ность фаз сигналов биений двух фотот.е.

приемников совершает один цикл, изменяется на 360 .

го радиогенератора 12 на частоте f . Блок 10 вырабатьшает управляющее напряжение, пропорциональное разности частот fp - (-) и подает его на пьезоэлемент, на котором закреплено зеркало резонатора лазера 2. При этом частота лазера 2 изменяется таким образом, чтобы разность частоту), -л) была с фазовой точностью равна частоте f опорного радиогенератора 12. Таким образом, статическая ошибка при измерении отсутствует, а динамическая не превышает 1 Гц за время измерения. Это означает, что спектр .сигнала биерину й 1 Гц.

Формула изобретения

Двухчастотная Интерферометрическая система для измерения линейных перемещений, содержащая первый и второй лазерные источники света, предназначенные для излучения первого и второ- го параллельных потоков различной частоты, блок оптического смешения световых потоков, состоящий из первого и второго полупрозрачных зеркал, расположенных под углом по ходу первого и второго световых потоков соответственно, .и двустороннего зеркала, расположенного перпендикулярно второму световому потоку, призму полного внутреннего отражения, предназначенную для связи с объектом, первый и второй фотоприемники, установленные на первом и втором выходах блока оптического смешения световых потоков, реверсивный счетчик, первый и второй

31362923

входы которого соединены с первым изерным источником света, стабильным вторым фотоприемниками соответствен-радиогенератором, первый и второй но, отличающаяся тем,входы электронного блока частотно-фа- что, с целью повышения точности и рас-.зовой автоматической подстройки сое- ширения диапазона измерений, онаснаб-динены с выходами второго фотоприем- жена электронньм блоком частотно-фа-ника и стабильного радиогенератора зовой автоматической подстройки, пье-соответственно, а выход - с пьезозле- зоэлементом, связанным с вторым ла-ментом.

Похожие патенты SU1362923A1

название год авторы номер документа
ДВУХЧАСТОТНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1994
  • Багаев С.Н.
  • Орлов В.А.
  • Рыбушкин А.Ю.
  • Семибаламут В.М.
  • Фомин Ю.Н.
RU2082085C1
ДВУХЧАСТОТНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1994
  • Багаев С.Н.
  • Орлов В.А.
  • Рыбушкин А.Ю.
  • Семибаламут В.М.
  • Фомин Ю.Н.
RU2085841C1
ЛИДАР ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Борейшо Владимир Анатольевич
  • Морозов Алексей Владимирович
  • Савин Андрей Валерьевич
  • Чакчир Сергей Яковлевич
  • Мендов Юрий Николаевич
  • Коняев Максим Анатольевич
  • Трилис Андрей Васильевич
  • Пикулик Алексей Викторович
  • Коновалов Константин Анатольевич
  • Костенко Сергей Григорьевич
  • Варфоломеев Алексей Николаевич
  • Сулейман Махмуд Салих
RU2335786C1
ЛАЗЕРНЫЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ 2016
  • Дубнищев Юрий Николаевич
  • Шибаев Александр Александрович
RU2638580C1
ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВОЙ ДЕТЕКТОР 1999
  • Балакин А.Б.
  • Мурзаханов З.Г.
  • Скочилов А.Ф.
RU2167437C1
ЛАЗЕРНОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО 2015
  • Манкевич Сергей Константинович
  • Горобинский Александр Валерьевич
  • Митин Константин Владимирович
  • Чувствина Лидия Викторовна
RU2584185C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ 2000
  • Леун Е.В.
  • Серебряков В.П.
  • Шулепов А.В.
  • Загребельный В.Е.
  • Рожков Н.Ф.
  • Василенко А.Н.
RU2175753C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ 2020
  • Якушев Павел Николаевич
  • Шпейзман Виталий Вениаминович
  • Москвитин Лев Владимирович
  • Арсентьев Михаил Александрович
  • Слесаренко Сергей Витальевич
  • Смолянский Александр Сергеевич
RU2769885C1
ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВОЙ ДЕТЕКТОР 2010
  • Мурзаханов Зуфар Газизович
  • Скочилов Александр Фридрихович
RU2454685C1
ЛАЗЕРНЫЙ СЕЙСМОМЕТР 2006
  • Воронов Виктор Иванович
  • Бухаров Данил Владимирович
RU2329524C2

Реферат патента 1987 года Двухчастотная интерферометрическая система для измерения линейных перемещений

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет обеспечения непрерывной регистрации перемещений. Инте рферрмётрическая система содер жит лазеры 1 и 2, излучающие световые потоки различной частоты, блок оптического смешения световых потоков, который осуществляет расщепление и пространственное совмещение световых по-, токов на фотоприемниках 7 и 8. Перемещение призмы 6, связанной с объектом, приводит к возникновению сигнала разности частот двух лазеров на выходе фотоприемника 7 и сигнала, отличающегося от разностного на величину доплеровского сдвига на выходе фото приемника 8. Сигналы с фотоприемников 7 и 8 поступают на реверсивный счет-г чик 9, которьй регистрирует перемещение объекта. Стабилизацию разности частот излучения лазеров 1 и 2 ствляет электронный блок 10 частотно- фазовой автоматической подстройки. 1 ил. С

Формула изобретения SU 1 362 923 A1

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1987 года SU1362923A1

Патент США № 3458259, кл
Приспособление для постепенного включения и выключения фрикционных муфт в самодвижущихся экипажах и т.п. 1919
  • Сабанеев К.Д.
SU356A1

SU 1 362 923 A1

Авторы

Багаев Сергей Николаевич

Дычков Александр Сергеевич

Ом Андрей Эдуардович

Орлов Валерий Александрович

Фомин Юрий Николаевич

Чеботаев Вениамин Павлович

Даты

1987-12-30Публикация

1985-08-13Подача