Лазерный допплеровский измеритель скорости Советский патент 1979 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано в аэро-гидродинамическом эксперименте.

Известно устройство для измерения скорости потока, содержащее последовательно расположенные лазер, расщепитель, оптическую систему и два фотоприемника Llj.

Также известно устройство для измерения скорости потока, содержащее последовательно расположенные лазер, оптическую систему с поляризационным расщепителем, четвертьволновый фазовый .элемент, формирующий объектив, два фотоприемника и электронный блок измерения частоты 2.

Однако эти устройства имеют невысокую точность измерения из-за отсутствия возможности плавного измерения периода интерференционной рещетки, формируемой в исследуемой области потока, для достижения оптимальных соотнощений размеров интерференционной полосы и размеров рассеивающих частиц.

С целью, повышения точности измерения между выходным объективом, и фазовым эле 1ентом помещена поляризационная призма, подвижная вдоль опти|ческой оси.

На чертеже изображен предлагаемый измеритель.

Измеритель содержит пазер 1, четвертьволновый фазовый элемент 2, лучевой расщепитель в виде поляризационной призмы 3, помещенной в фокальную оптическую систему (объективы 4 в 5) на двойном фокусном расстоянии от выходного объектива, идентичную первому лучевому расщепителю поляризационную призму 6, перемвшаюп1уюся вдоль оптической оси относительно точки, сопряженной точке расщепления, фазовый четвертьволновый элемент 7, формирующий объектив 8, приемный объектив 9 Гс апертурой- йиафрагмэй Ю, поляризационную призму 11, два фотоприемвика 12 и 13, подключенные к электронному

блоку 14 измерения доппперовской частоты через дифференциальный усилитель 15.

Измеритель скорости работает следующим образом.

Луч пазера I делится расщепителем н на два ортогчэнально поляризованных луча, направляемых объективом б в точку пересечения; сопряженную точке растепления. Пучки на выходе поляризационной призмы 6 параллельны и орто гональво поляризов ы, а расстояние между HfaMH пропорционально смешению призмы вдоль оптической оси. Расщеп.ленные пучки после прохождения чет- вертьволновртх элемента 7 объективом 8 направляются в исследуемую область потока. Изображение полученных интерференционных полей формируют объектив 9, апертура-диафрагма 10 и поляризационная призма II на фотоприейниках 12 и 13, сигналы которьге обрабатываются в блоках 14, 15,

Такое построение измерителя позволяет осуществить оптимальную настройку измерительной системы на среднеквадратичный размер рассеивающих частиц в потоке, что повыщает уровень полезного сигнала и точность измерения

Формула изобретения

Лазерный допплеровский измеритель скорости, содержащий последовательно расположенные лазер, оптическую систем с поляризационным расщепителем, помещенным между входным и выходным объективами, четвертьволновый фазовый элемент, формирующий объектив, приемный - объектив, поляризационный расщепитель, два фотоприемника и электронный блок измерения частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, между выходным объективом и фазовым элементом помещена подвижная вдоль оптической оси поляризационная призма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дубнищев Ю. Н. и др. Развитие допплеровсюого метода измерения скорости потоков. Труды конференции по автоматизации научных исследований на основе применения ЭИВМ, 5-9 июня 1972 г., Новосибирск.(прототип).

2. Авторсюэе свидетельство СССР № 413892, кл. Got Р 3/36, 20.12.71,