Способ определения векторного поля скоростей Советский патент 1993 года по МПК G01P5/00 

: Изобретение относится к измерительной технике, точнее к измерению параметров текущих сред.

Известен способ определения векторного поля скоростей, включающий зондирование среды импульсным излучением, перемещение отражателя вдоль трассы зондирования измерений доплеровской частоты. .

Недостаток этого способа заключается в том, что измерение основано на импульс- . ном зондировании исследуемого объема, а импульсные системы характеризуются наличием мертвой зоны вблизи передатчика.

Известен также способ определения векторного поля скоростей, включающий зондирование исследуемой среды непрерывным излучением, измерение спектра рассеянного доплеровского сигнала одновременно от всех рассеивателей, расположенных на трассе зондирования.

Недостаток этого способа заключается в необходимости использования для его реализации сложной фотоприемной системы.

Цель изобретения - упрощение измерений при монотонно изменяющемся векторном поле.;

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения векторного поля скоростей, включающем зондирование исследуемой среды непрерывным излучен ё, изменение спектра рассеянного допледюв- ского сигнала от всех рассеивателей, распб- лох енных на трассе зондирования, фондирование: осуществляют на двух различных частотах с различным коэффициентом поглощения в среде, а о координате рассеивателя судят по отношению интенсивностей спектральных компонент доплеровских спектров, соответствующих одной и той же скорости.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа определения векторного поля скоростей.

Устройство для осуществления способа определения векторного поля скоростей содержит подвижную стенку 1, неподвижную стенку 2, Между стенками заключена жидкость 3. Зондирование среды осуществляетю

ю

«о

ся приемопередающей лазерной системой 4 по трассе 5, на конце которой расположен поглотитель 6.

Способ определения векторного поля скоростей осуществляется следующим образом.

Перемещают подвижную стенку 1 со4 скоростью У0,при этом в жидкости 1 формируется ламинарный поток с монотонно из- меняйщейся скоростью в направлении оси НГ Непрерывное лазерное излучение от приемопередающей лазерной системы 4 натравляется подуглома(напримера 45°) : через исследуемую среду. Зондирующее излучение содержит две спектральные компоненты Я-ГиАа , причем коэффициенты поглощения излучения в жидкости у иуг на соответствующих спектральных компонентах должны быть различны. Рассеянное в обратном направлении излучение одновременно от всех рассеивателей, расположенных вдоль трассы зондирования, поступает на приемную часть лазерной сис0

5

0

темы 4, После обработки сигналов, соответствующих излучениям на различных длинах волн,получают соответствующие доплеров- ские спектры мощности S (v)n SA2(V), где v - обобщенная доплеровская частота. В случае, когда ,, .зависимостью мощности сигнала от дальности можно пренебречь, Выражения для доплеровских спектров мощности будут иметь вид .SAi()/vexp -2 yi(l-lo)dH,

SA2( v (i-lo)dH3 Отношение спектров мощности

.li|)Clexp 2(K-yi)JL),

так как Н (I - I0)sin а, где 1,10 - дальность. Откуда профиль скорости определяется из выражения

Н

sin a ,

:ln

2(n-yi)mC2SA2(v) где Ci, C2 постоянные величины.

Назначение: измерение параметров текущих сред. Сущность: непрерывным двухволновым излучением зондируют исследуемую среду, измеряют спектры рассеянного доплеровского сигнала одновременно от всех рассеивателей. распложенных на трассе зондирования, причем длины волн зондирующего излучения выбираются так, чтобы коэффициенты поглощения в среде на указанных длинах волн были неравны между собой. Координату рассеивателя, имеющего данную скорость, определяют по отношению интенсивностей спектральных компонент доплеровских спектров, соответствующих одной и той же скорости. 1 ил.

. Ф.о рму.л а изобретения

Способ определения векторного поля скоростей, включающий зондирование исследуемой среды непрерывным излучением, измерение спектра рассеянного доплеров- ского сигнала от всех рассеивателей, расположенных на трассе зондирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения

измерений при монотонно изменяющемсй векторном поле, зондирование осуществляют на двух различных частотах с различными коэффициентами поглощения в среде, а о координате рассеивателя судят по отношению интенсивностей спектральных компонент доплеровских спектров .соответствующих одной и той же скорости,