CS256312B1 - Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech - Google Patents

Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech Download PDF

Info

Publication number
CS256312B1
CS256312B1 CS862780A CS278086A CS256312B1 CS 256312 B1 CS256312 B1 CS 256312B1 CS 862780 A CS862780 A CS 862780A CS 278086 A CS278086 A CS 278086A CS 256312 B1 CS256312 B1 CS 256312B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
lens
light source
beam splitter
color
transmitting
Prior art date
Application number
CS862780A
Other languages
English (en)
Other versions
CS278086A1 (en
Inventor
Ladislav Klaboch
Antonin Baudys
Original Assignee
Ladislav Klaboch
Antonin Baudys
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ladislav Klaboch, Antonin Baudys filed Critical Ladislav Klaboch
Priority to CS862780A priority Critical patent/CS256312B1/cs
Publication of CS278086A1 publication Critical patent/CS278086A1/cs
Publication of CS256312B1 publication Critical patent/CS256312B1/cs

Links

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Řešení se týká zařízení pro měření. rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech, sestávajícího ze světelného zdroje a laserového dopplerovského anemometru. Podstata řešení spočívá v tom, že před děličem paprsku je uložen zdroj světla dvou barev, zatímco za děličem paprsku je uložen vysílací objektiv tvořený objektivem s barevnou vadou, jehož ohniska pro obě barvy zdroje světla jsou vzdálena o požadovanou vzdálenost dvouprostorově blízkých bodů, ve kterých se měří rychlost. Navržené zařízení lze použít pro měření gradientů rychlostí a smykových napětí zejména v hydraulických strojích, v lopatkových strojích a v uzlech leteckých motorů, případně v lékařském výzkumu pri měření proudění v krevních cestách.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech, sestávajícího ze světelného zdroje a laserového dopplerovského anemometru·
Laserový dopplerovský anemometr se běžně používá při měření složek rychlosti proudící tekutiny. Jeho obecná výhoda spočívá v tom, že se do měřeného místa nezavádí žádná měřicí sonda, která by proudění narušovala, nýbrž nehmotná optická sonda s měřicím bodem pro měření rychlosti proudění tekutiny v průniku dvou vzájemně koherentních světelných paprsků.
V měřicím bodě se vytváří systém vzájemně rovnoběžných interferenčních rovin, které mají od sebe konstantní vzdálenost určenou vlnovou délkou světla a úhlem protínání jeho paprsků. Proudem tekutiny jsou unášeny hmotné částice různé velikosti, které procházejí optickou sondou. Každá částice, jejíž vektor rychlosti není kolmý na normálu interferenčních rovin, při průchodu optickou sondou rozptyluje světlo, které je amplitudově modulováno frekvencí závislou na vzájemné vzdálenosti interferenčních rovin a na velikosti složky vektoru rychlosti částice rovnoběžné s normálou interferenčních rovin. Amplitudově modulované světlo, rozptýlené částic^ je snímáno optickou soustavou a přiváděno na fotodetektor, který je mění na elektric ký signál. Změřením frekvence tohoto elektrického signálu lze usoudit na velikost složky vektoru rychlosti částice rovnoběžné s normálem. Protože rychlost částice, unášené proudící tekutinou, se v podstatě neliší od rychlosti tekutiny, lze rychlost částice pokládat i za rychlost proudění tekutiny. Směr proudění tekutiny se zjišťuje natáčením optické sondy do takové polohy, v níž je frekvence modulace rozptýleného světla, to je dopplerovské frekvence, nejvyšší. V tom případě je směr normály interferenčních rovin shodný se směrem proudění tekutiny.
Dosud známá zařízení jsou uspořádány tak, že ze zdroje koherentního světla jedné frekvence (barvy) přichází paprsek do děliče, kde je rozdělen na dva paralelní paprsky. Ty procházejí vysílacím objektivem a v jeho ohnisku vytvářejí optickou sondu. Rozptýlené světlo z prostoru optické sondy je sbíráno přijímacím objektivem, fokusováno fokusačním objektivem do otvoru polní clony a detekováno fotodetektorem. Přijímací
256 312 část optiky přitom může být umístěna mimoosově, případně na optické ose směrem zpět od optické sondy (tzv.zpětný rozptyl”). Měření rychlostí ve dvou prostorově blízkých bodech na optické ose vysílací části laserovského dopplerovského anemometru se potom provádí tak, že se nejprve změří jedinou soustavou rychlost tekutiny v prvém bodě a po přesunu optiky se změní rychlost tekutiny ve druhém bodě nebo se použijí dvě popsané optické soustavy a umístí se tak, aby jimi vytvořené optické sondy byly blízko sebe.
Nevýhodou těchto uspořádání je, že při použití dvou podobných soustav je nutné použít poměrně velké množství optických prvků a navíc je velmi obtížné optiku uspořádat tak, aby si obě soustavy mechanicky nevadily. Při použití postupného měření obou rychlostí je nutné měřit dvakrát, měření je zdlouhavé a nepřesné. Navíc měření děje musí být zásadně stacionárního charakteru po celou dobu obou měření.
Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech, sestávající ze světelného zdroje a laserového dopplerovského anemometru, jehož vysílací část je tvořena děličem paprsku a vysílacím objektivem a přijímací část je tvořena přijímacím objektivem, děličem barev, dvěma fokusačními objektivy, dvěma polními clonami a dvěma fotodetektory podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že před děličem paprsku je uložen zdroj světla dvou barev, zatímco za děličem paprsku je uložen vysílací objektiv tvořený objektivem s barevnou vadou, jehož ohniska pro obě barvy zdroje světla jsou vzdálena o požadovanou vzdálenost dvou prostorově blízkých bodů, ve kterých se měří rychlost. Při uspořádání laserového dopplerovského anemometru se zpětným rozptylem může být přijímací i vysílací objektiv tvořen jedním objektivem s barevnou vadou umístěným mezi body, ve kterých se měří rychlost a děličem barev.
Výhodou zařízení podle vynálezu je, že dvě vytvořené optické sondy, mají stálou a známou vzdálenost, vysílací a přijímací část laserového dopplerovského anemometru je velmi jednqduchá a obě rychlosti lze měřit současně. To zkvalitňuje a zpřesňuje měření gradientů rychlosti a smykových napětí v tekutinách.
256 312
- 3 Příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde představuje obr. 1 zařízení s la sérovým dopplerovským anemometrem při uspořádání se vstřícným rozptylem, obr. 2 se zpětným rozptylem.
Zařízení sestává ze zdroje 1 světla dvou barev a z vysílací a z přijímací části laserového dopplerovského anemometru. Vysílací část sestává z děliče 2 paprsku a za ním uloženého vysílacího objektivu £ s barevnou vadou, jehož ohniska pro obě barvy zdroje 1 světla, umístěného před děličem 2, jsou vzdálena o požadovanou vzdálenost dvou prostorově blízkých bodů, ve kterých se měří rychlost. Vzdálenost obou bodů je stanovena zadavatelem měření. Mezi dělič 2 a vysílací objektiv £ je ve dráze jednoho paprsku zařazen modulátor 2· Přijímací část sestává při uspořádání se vstřícným rozptylem (obr. 1) z přijímacího objektivu 2 a děliče 3 bat-e.'·', za jehož každým výstupem je zařazen fokusační objektiv 2» polní clona 10 a fotodetektor 11. Při uspořádání se zpětným rozptylem (obr. 2) je vysílací i přijímací objektiv _4, 2 tvořen jedním objektivem 4 s barevnou vadou umístěným mezi body, ve kterých se měří rychlost a děličem 8 barev.
Zdroj světla 1 vysílá paprsek dvou barev do děliče 2 paprsku, který jej dělí na dva paprsky, z nichž každý obsahuje obě barvy. Po průchodu modulátorem 2 oba paprsky přicházeýc na vysílací objektiv £. Ten složku světla jedné barvy z obou paprsků fokusuje do ohniska 2» kde se vytváří optická sonda jedné barvy a složku světla druhé barvy z obou paprsků fokusuje do ohniska 6, kde se vytváří optická sonda druhé barvy. Světlo z obou optických sond, rozptýlené částicemi ve směru vysílacích paprsků je zachycováno přijímacím objektivem 2 a v áělíČt 8 barev rozdělováno na vlastní fokusační objektiv 2, polní clonu 10 a fotodetektor 11 pro každou barvu. Elektrický signál z každého z fotodetektorů 11 je zpracován vlastní elektronikou a je určována rychlost proudění tekutiny v obou prostorech optických sond 2> 6»
Zvlášť vhodným zdrojem světla dvou barev pro uspořádání podle vynálezu je argonový iontový laser, který vyžaduje dvě velmi silné barvy světla o vlnové délce 4S8 nm a 514,5 nm.
- 4 256 312
Zařízení podle vynálezu lze využít pro měření gradientů rychlostí a smykových napětí v hydraulických strojích, míchadlech, emulgátorech, fermentaěních nádržích, polymeračních reaktorech, v lopatkových strojích a v uzlech leteckých motorů, případně v lékařském výzkumu při měření proudění v krevních cestách.

Claims (2)

1. Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech, sestávající ze světelného zdroje a laserového dopplerovského anemometru, jehož vysílací část je tvořena děličem paprsku a vysílacím objektivem a přijímací část je tvořena přijímacím objektivem, děličem barev, dvěma fokusačními objektivy, dvěma polními clonami a dvěma fotodetektory, vyznačené tím, že před děličem (2) paprsku je uložen zdroj (1) světla dvou barev, zatímco za děličem (2) paprsku je uložen vysílací objektiv (4) tvořený objektivem s barevnou vadou, jehož ohniska pro obě barvy zdroje (1) světla jsou vzdálena o požadovanou vzdálenost dvou prostorově blízkých bodů, ve kterých se měří rychlost.
2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že při uspořádání laserového dopplerovského anemometru se zpětným rozptylem je přijímací i vysílací objektiv tvořen jedním objektivem (4) s barevnou vadou umístěným mezi body, ve kterých se měří rychlost a děličem (8) barev.
2 výkresy
CS862780A 1986-04-16 1986-04-16 Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech CS256312B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862780A CS256312B1 (cs) 1986-04-16 1986-04-16 Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862780A CS256312B1 (cs) 1986-04-16 1986-04-16 Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS278086A1 CS278086A1 (en) 1987-08-13
CS256312B1 true CS256312B1 (cs) 1988-04-15

Family

ID=5365877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS862780A CS256312B1 (cs) 1986-04-16 1986-04-16 Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS256312B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS278086A1 (en) 1987-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI72608B (fi) Foerfarande och anordning foer instaellning av droppformningspunkten i sprutvaetskan hos en elektrostatisk sorteringsanordning.
US3835315A (en) System for determining parameters of a particle by radiant energy scattering techniques
FI81449C (fi) Laser-doppleranordning foer bestaemning av storleken hos sfaeriska partiklar som roer sig i ett vaetskefloede.
US3552855A (en) Laser velocimeter utilizing fiber optics
EP0489474B1 (en) Laser apparatus for measuring the velocity of a fluid
CN101506662A (zh) 速度检测器
US5148229A (en) Laser velocimetry technique for measuring the three dimensional velocity components of a particle in a fluid flow
CN110398749A (zh) 一种双斜射非对称车载激光测速装置
US3680961A (en) Measurement of particle sizes
US4397550A (en) Laser doppler velocimeter
Born et al. Laser Doppler microscope for blood velocity measurements
US6040899A (en) Optical velocimetric probe
US4099870A (en) Optical probe for the measurement of speeds in a fluid flow
CS256312B1 (cs) Zařízení pro měření rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých bodech
DK144716B (da) Apparat til maaling af et fluidums stroemningshastighed
JPS63201554A (ja) 粒子解析装置
CS256640B1 (cs) Zařízení pro měžení rychlosti tekutin ve dvou prostorově blízkých mimoosových bodech
JPH05119051A (ja) 速度測定装置
WO2001036937A1 (en) An apparatus and a method for providing information relating to two or more particles, bubbles, and/or droplets
Ohba et al. Development of fiber optic laser Doppler velocimeter for measurement of local blood velocity
SU1249463A1 (ru) Устройство дл измерени скорости частиц полидисперсного двухфазного потока
CS247645B1 (cs) Zapojení pro prověřování funkce optického měřicího řetězce laserového dopplerovského anemometru
JPH04299266A (ja) レーザードップラー流速計
SU1091076A1 (ru) Оптический доплеровский измеритель напр жений Рейнольдса в потоке жидкости или газа
SU1053005A1 (ru) Оптический доплеровский измеритель скорости потока жидкости или газа