ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ОПТИЧЕСКОЙ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ Советский патент 1974 года по МПК G01S7/486 

1

И 3обретение оиносипся к областей техагической физики.

По основному авт. св. № 287356 известен онтико-акустичеокий датчик, содержащий генератор алектрнческий: оипналощ, ф-ото приемиик, ультразвуковую ячейку -и фазовый детектор.

(известный датчик имеет недостаточную стабильность xaip aKTqp.HCTHiMH.

С целью новышення стабильности характериотими iB предлагаемом датчике введены донолщительные фазовый детектор и фотоПриэмник, выход которого ладключен к входу управления генератора элвктри че1оких а олеба|н:ий, на входы .котюро го 1подаа- ы сигналы с выходов фоTOiHipiieMiHJ-tKiOiB.

На чертеже приведена блок-схема предлагаeiMOTiO датч.ика.

Датчик состоит 1ИЗ анала-131ирующего в виде ультра13В уко1В|ОЙ , двух фотонрйем ни1ко|в 2 и 3, подключенных к фазово му детектору 4, генератора 5 электрических сигналов, фазового детектар-а 6, фор1МИ1рующвго выХОД1НОЙ оигнал датчи1ка, входы котороюо соответст1вен1но соеди1нены с выходам и одного из фотоприемииков, например фотоприемннка 2, и генератора 5, соединенного с ультразвуковой ячейкой.

Предлагаемый датчик ра ботает следуюа л.ы образо:м.

При | юзбу кденни в ультразвуковой ячейке ультразвуковой волны, вызывающей периодические 1ИЗ:менен|Ия плотности и оптического показателя Преломления среды ячейки, образуется оптичшкая дифракционная решетка, на которой .П роясходпт дифракция света и воз1никают пуч;ки света, и нтерферирующие между собой, в результате чего результируюЩ1а1Я световая воляа оказываепся Л:ро:модул,ироВа;Н1ной мак в щросиранютве (в :на1П|ра(вле11ИИ paoHipoiCTipaHieHHH ;улвт|ра13В|ука) с це|р:иодо.м, равным длине вошны |ульт|ра13 В1ука, так и во времени с пер., paBiHbUM 1периоду выходного 1на.пряжвНия генератора 5.

Светов1а1Я волна 1не1П10;средст1ве1Нно регистрируется фотанриемнйками, локализов ан тые площади inipiHieMa которых фазн-есены один от другого в направлении распространения ультразвука. Поскольку световой поток модулирован во BpeiMiaHH и в простра1нстве, то частота сигналов с фотойрие мников равра частоте генератора 5, т. е. частоте ультра31вука, а фаза я вляется функцией лтла паден1ия световой воЛ(НЫ на ультразвуковую ячейку и положен ия чув|ствительной ловерХНости фотапр-ивмн.иков вдоль ра1спрост(ра,нан1ИЯ ультраз В у|К01Вой волны.

Следшательно, при наличИ1и р асстоянчя между чувствительным и ,по1ве|рхностя ми фэтопр1ием1Н:И1Ков ф|азы оитналов ic Н1их отличаются между собой на величину, зав.исящую от соотношения дл.Ины ВОЛНЫ ультразвука ai расстояния )Межд|у Чу«ст1в(ителвны МИ noiBepxiHOOTHMH. Например, если раюстояиие равно длине волны, то сдвиг ио .фазе будет равен 2я. П|ри поcToaHHiOM 1ра1с сто,ян|И.и между ч|у1В1ств|ительными поееряЕасТялш фа:31а оишналсхв с фотоюриемилкое (ПО Отиошанию К|С гнала1М ;С генератора за(виоит от угла падеиия светавой волны на ульТ1р|аз,вуковую ячейку. При атом силнал с одн-ого из фото|приемщи.ков, на1Пр.И1мар с фотогариамл. 2, (пастугаая на фазовый детекто1р 6, фо1р|Мирует выходной сигнал датчика, Шропорцаональный разнОСти фаз скшналов, получас зых с фотоп1р1ием1нвка 2 и reiHieipaToipa. Этот аилнал агсределяет (на1П1ра1влвНие -на источшик и-злучеН1ИЯ.

Иаменение длииы волны ульираавука при воадейСтвии инешйИХ у|Слов.ий изменяет не только .масштаб 1ПОзи1и)И10 Н1Н10й характеристнкИ,

Hio .и гразнйщу фае сиг.иалов, НИмаемых с фотоП(р1ие1мн®ко1в, что изменяет выходно-й .силнал фазового детекто ра 4, следств. чего являепся иэменеяле частоты .ген ар агор а 5 тановм образом, что длина В ОЛ1НЫ уль11ра131В131ка остается неизмене(Н1Н|ОЙ, а, .оледавателыно, 1И (масштаб позиц и оийо и X aip aiKTepiHiCTBKH ст абил«з.И1р-ов аи.

П р е д iM е т И з о б ip е т е Н и я

Оптико-аюустиче оКИЙ датчик апт.ичйской следящей .аистамы по авт. св. № 287355, отличающийся тем, что, 1C целью ловышанйя ста-бильHQCTiH xaipактеристи;ки датчика, в «его: введены дошолаштельные фотогвриемяВК и фазовый детектор, выход которого подключен к входу ушравлешая генер атора зле:ктрвче1ок,их .кодебяН1ИЙ, iHia входы которого пода1ны силналы с вы.ходов фотап1рием1ни:ков.

,, I .yff

о ячггва.-.

J