Устройство для измерения скорости Советский патент 1981 года по МПК G01B11/26 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения скорости объектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения скорости, содержащее последовательно установленные блок формирования когерентны с световых пучков, включающий излучатель, последовательно размещенные по ходу излучения светоделитель и два зеркала, оптическую систему и блок регистрации излучения, включающий приемник излучения tl .

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет измерять угловые размеры объекта, а также проводить измерения в. любом направлении картинной плоскости объекта.

Цель изобретения - измерение угловых размеров объектов.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено узлом изменения базы когерентных световых пучков, выполненным из электродвигателя и винтового механизма и связанным со светоделителем, выполненным в виде призмы, блоком

. поворота световых пучков, установленным перед оптической системой и выполненным из электродвигателя и соединенной с ним через редуктор ,

5 призмы Довэ, блоком фазовой модуляции, размещенным на выходе блока формирования когерентных световых. пучков в одном из них и выполненным в виде оптического клина, самопис 0 цем, датчиком перемещений, механически связанным с узлом изменения базы когерентных световых пучков и электрически - с самописцем, и датчиком поворота, связанным входом с

15 редуктором блока поворота, а выходом - с самописцем, второй вход которого связан с выходом приемника излучения блока регистрации излучения, выполненного со сферическим

20 зеркалом.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок формирования когерентных световых пучков,

25 включающий излучатель 1 и последовательно размещенные по ходу излуче-. ния светоделитель, выполненный Б виде разделительной призмы 2 и два зеркала 3 и .4, узел изменения базы

30 когерентных световых пучков, состоящий из электродвигателя 5 и винтового механизма б, оптическую систему 7, блок поворота световых, пучков, установленный передоптической системой и включающий электродвигатель ,8 и соединенную с ним через редуктор 9 призму 10 Довэ, размещенный на выходе блока формирования когерентных излучений блок фазовой модуляции, выполненный в виде оптического клина 11, датчик 12 перемещения, самописец 13, датчик 14 поворота, связанный входом с редуктором 9, а выходом - с самописц.ем 13, и блок ре.гистрации излучения, включающий сферическое зеркало 15 и приемник 16 излучения. Устройство работает следующим образом. Световой пучок от излучателя 1 разделяется на две части призмой 2 и оба пучка зеркалами 3 и .4 направляются на призму 10 Довэ и далее через оптическую, систему 7 на объект. Взаимодействие когерентных световых пучков в картинной плоскости объ ёкта приводит к возникновению интерференционной карТину в этой нлоскости. При осуществлении взаимной фазовой задержки пучков с помощью вра-щающегося оптического клина 11 происходит периодическое смещение интер ференционных, полос по объекту, приводящее к флуктуациям интенсивности отраженного сигнала. Отраженный сигнал сферическим зеркалом 15 фокусируется на приемник 16 излучения и, в результате этого, в электрическом тракте возникают флуктуации фототока, соответствующие флуктуациям интенсивности отраженного сигнала. Амплитуда флуктуации однозначно связана с соотношением между размерами объекта и периодом интерференционных полос Т, который, в свою очередь, определяется расстоянием между центрами подсвечивающих пучков Р Т-... игр где R - расстояние до объекта; Я. - длина волны излучения. При изменении расстояния f между пучками с помощью призмы 2, перемещаемой электродвигателем 5 через ви товой механизм 6, изменяется период Т и, тем самым, изменяется амплитуда флуктуации электрического сигнал Изменение фиксируется датчиком 12 п ремещений, электрический сигнал кот рого подается на самописец 13. На другой вход самописца подается элек рический сигнал, соответствующий амплитуде флуктуации фототока. Само писец вычерчивает кривую, соответст вугацую зависимости амплитуды флукту ции отраженного сигнала 0-: расстояния между пучками Р . Если в предел объекта укладывается четное количес до интерференционных полос, то при их перемещении не происходит флуктуации отраженного сигнала, что соответствует минимуму на кривой, вычерчиваемой самописцем. Зная при этом величину Я , однозначно определяют угловой размер объекта, так как он должен быть равным угловому размеру периода интерференционных поос. Для измерения угловых размеров в любом направлении используется поворот интерференционных полос,в плоскости объекта с помощью призмы Довэ. Предлагаемое устройство сохраняет работоспособность в условиях турбулентной атмосферы. Если размер поперечных сечений пучков, выходящих из оптической системы, меньше радиуса корреляции фазовых флуктуации атмосферы, а засстояниеЯ больше этого радиуса, то фазовые флуктуации приводят к периодическому смещению полос, т.е. к тому же эффекту, что и Принудительная файовая модуляция. Осуществляя фазовую модуляцию с частотой f, превышающей спектр флуктуации фазы атмосферы, можно в приемном тракте с помощью узкополосного фильтра выделить сигнал с частотой f и тем самым исключить влияние фазовых флуктуации атмосферы на Трассе объект-передатчик. Таким образом, благодаря указанным отличиям, предлагаемое устройство может быть использовано для измерений угловых размеров объектов. Точность получаемых результатов достаточно высока, а конструктивные особенности устройства позволяют вести его эксплуатацию и в условиях турбух1ентной атмосферы. Формула изобретения Устройство для измерения скорости содержащее последовательно установленные блок формирования когерентных световых пучков, включающий излучатель, последовательно размещенные по Х9ДУ излучения светоделитель и два зеркала, оптическую систему и блок регистрации излучения, включающий приемник излучения, отличают щ е е с я тем, что, с целью измерения угловых размеров объектов, оно снабжено узлом изменения базы когерентных световых пучков, выполненным из электродвигателя и винтового механизма и связанныл со светоделителем, выполненным в виде призмы, блоком поворота световых пучков, установленным перед оптической системой и выполненным из электродвигателя и соединенной с ним через редуктор призмы Довэ, блоком фазовой модуляции, размещенным на выходе блока формирования когерентных световых пучков в одном из них и выполненным в виде оптического клина, самописцем,

датчиком перемещений, механически связанным с узлом изменения базы когерентных световых пучков и электрически - с самописцем и датчиком поворота, связанным входом с редуктором блока поворота, а выходом с самописцем, второй вход которого

связан с выходом приекшика излучения блока регистрации излучения, выпол- ненного со сферическим зеркалом.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе ., 1. Заявка Франции 2177476, .кл. е 01 Р 3/00, 1972 (прототип).