Лазерный доплеровский измеритель вектора скорости потока Советский патент 1991 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения потока жидкости или газа

Целью изобретения является повышение точности измерения направления и модуля вектора скорости потока

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит лазер 1, расположенный вдоль оси лазерного пучкз 2, блок расщепления 3, разделяющий пучок на два пучка 4 и 5 равной мощности излучения и выполненный с возможностью вращения вокруг оптической оси измерителя оси пучка 2, фокусирующий объектив 6, направляющий пучки 4 и 5 в область измерения 7, через которую движется поток, вектор скорости которого лежит в плоскости CXY, пер- пендикулярной оптической оси измерителя. Рассеянное излучение 8 собирается приемным объективом 9. на выходе которого установлен фотоприемник 10 Выход фотоприемника через измеритель 11 доплеровского сдвига частоты и экстремальный регулятор 12 подключен к входу управляемого приводного механизма, выполненного, например, в виде усилителя 13, соединенного с двигателем 14, подключенным к редуктору 15 Выход редуктора 15 механически соединен с блоком расщепления 3, угловое положение которого при поворотах вокруг оси Z определяется измерителем положения 16.

Измеритель работает следующим образом.

Лазер 1 излучает пучок 2. который делится блоком расщепления 3 на два параллельных и симметричных оптической оси Z измерителя пучка 4 и 5 Пучки 4 и 5 фокусируются объективом 6. центр которого совмещен также с осью OZ, в область измерения

О

о

СП CJ

го

7. Рассеянное излучение 8 собирается объективом 9 и направляется на фотоприемйик 10. Выход фотоприемника 10 соединен с входом измерителя 11 доплеровского сдвига частоты, с помощью которого осуществ- ляются выделение максимума энергетического спектра доплеровского сигнала и измерение доплеровского сдвига частоты. К выходу измерителя 11 подключен (экстремальный регулятор 12, выходной сиг- Нал которого в управляемом приводном ме- Ханизме усиливается по мощности усилителем 13 и подается на исполнительный двигатель 14, вал которого через редуктор 15 вращает блок 3 расщепления пучка зокруг оптической оси OZ до положения, соответствующего максимум частоты до- 1леровского сигнала. Угловое положение Блока 3 определяется измерителем 16, на- гфимер механическим или электромагнит- (ным.

Таким образом, изобретение обеспечи- бает измерение модуля вектора скорости потока с помощью измерителя 11 доплеров- Ского сдвига частоты, а измерение направ-

ления двумерного вектора скорости с помощью измерителя углового положения 16.

Формула изобретения Лазерный доплеровский измеритель вектора скорости потока, содержащий последовательно расположенные и оптически согласованные лазер, блок расщепления пучка, выполненный с возможностью вращения вокруг оси измерителя, фокусирующий и приемный объективы, фотоприемник и измеритель доплеровского сдвига частоты, вход которого соединен с выходом фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения направления и модуля вектора скорости потока, в него введены последовательно включенные экстремальный регулятор и управляемый приводной механизм, вал которого через редуктор механически соединен с блоком расщепления пучка, а также введен измеритель углового положения блока расщепления пучка, причем выход измерителя доплеровского сдвига частоты соединен с входом экстремального регулятора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости или газа. Цель изобретения - повышение точности измерения модуля и направление вектора скорости потока. Лазер 1 излучает пучок 2, который делится блоком расщепления 3, выполненным с возможностью вращения вокруг оси измерителя, на два параллельных пучка 4, 5 равной мощности. Пучки 4, 5 фокусируются объективом 6 в область измерения 7. Рассеянное оптическими неоднородностями потока излучение 8 собирается объективом 9 и направляется на фотоприемник 10, выход которого соединен с входом измерителя доплеровского ответа частоты 11. К выходу последнего подключен экстремальный регулятор 12, выходной сигнал которого через блоки 13 - 15 приводного механизма управляет угловым положением блока 3 расщепления пучка. Угол поворота соответствует максимуму измеряемой измерителем 16 скорости. 1 ил.