CS267979B1 - Dvoj ohniskový laserový anemometr - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká dvojohniskovóho laserového anemometru pro měřeni rychlosti tekutin sestávajícího z elektronické části, z laseru a z optické části obsahující sekci děleni laserového paprsku, vnitřní objektiv, objektiv anemometru, zrcadlo zpětné detekce s otvorem a sekci detekce optických signálů. Podstata řešení spočívá v tom, že mezi vnitřní objektiv a zrcadlo zpětné detekce s otvorem je zařazena sekce děleni laserového paprsku. Mezi vnitřní objektiv a objektiv anemometru je s výhodou umístěna clona prostorové filtrace.

Description

Vynález se týká dvoj ohniskového laserového anemometru pro měření rychlostí tekutin.

Dosud známé dvojohniskové anemor.etry pro měření rychlosti tekutin jsou uspořádány tak. že ze zdroje světla, obvykle laseru, přichází paprsek světla do sekce dělení světelného paprsku, prochází vnitřním objektiven a objektivem anemometru, v jehož ohnisku vytváří dvě optické sondy, ležící blízko sebe. Při průletu stopovací částice unášené tekutinou postupná oběma optickými sondami je světlo rozptýlené částicí přijímáno objektivem anemometru, rozdíleno do oddělaných světelných toků od obou optických sond a odděleně detekováno dvojicí fotodetektorů. .Nevýhodou dosud známých dvoj ohniskových anemometrů je uspořádání optiky, kterým je dosahováno rozděleni světla rozptýleného částicí do oddělených světelných toků od obou etnických sond. Tato nevýhodo spočíví v tom, že oddělení světelných toků je dosaženo buz zařazením sekce prostorové filtrace s ciikrockopickým objektivem a e cltncri, nebo zařazením, hranolu s přídavným vnítřnír. objektivem e s polarizační::: nebo dichroickým hranolem. V čtou případech je oddělení světelných toká dosaženo o velkým počten optických prvků. V prvém případě je další nevýhodou nutnost oddělení - přijímací části anemometru od vysílací části s následnou nutností mechanického spřažení sekce prostorové filtrace se sekcí dělení vysílaného paprsku při otáčení dvojicí optických sond. druhém případě js sice možno zachovat souosost vysílací a přijímací části, avšak další nevýhodou je zavedení vysílaného paprsku do anemometru svétlovodným vláknem, včetně jeho výstupní optiky.

Uvedené nevýhody odstraňuje dvoj ohniskový laserový anemometr pro měřeni rychlosti tekutin, sestávající z elektronické části, z laseru a z optické části obsahující sekci děleni laserového paprsku, vnitřní objektiv, objektiv anemometru, zrcadlo zpětné detekce s otvorem a sákci detekce optických signálů podle vynálezu, kterého podstata spočívá v tom, že mezi vnitřní objektiv a zrcadlo zpětné detekce s otvorem je zařazena sekce děleni laserového paprsku. Mezi vnitřní objektiv a objektiv anemometru je výhodně umístěna clona prostorové filtrace.

Výhodou dvoj ohniskového laserového anemometru podle vynálezu je zejména snížený počet optických prvků a'jejich uspořádání, které vytváří souosost vysílaných paprsků a světelných toků, rozptýlených částicí. Navržené uspořádáni optiky odstraňuje jednak nutnost mechanického spřažení při otáčení dvojicí optických sond a jednak nahrazuje řešeni souososti s použitím světlovodné vláknové optiky, která vyžaduje přídavné optické prvky, což je nákladné.

Příklad provedeni podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.

Za laser je zařazeno zrcadlo 3. zpětné detekce s otvorem, sekce dělení 4 laserového paprsku, dále je vnitřní objektiv £ a objektiv 7 anemometru. Optické sondy 23 a 24 jsou v prostoru proudící tekutiny, jejíž směr prouděni je vyznačen šipkou 11. Sekce detekce 8 je zařazena za zrcadlem 2 zpětné detekce s otvorem. Mezi vnitřní objektiv ti a objektiv 7 anemometru je umístěna clona 6 prostorové filtrace.

Při zapnutí laseru .1 paprsky 21 a 22 vytvoří po průchodu optickou soustavu v ohnisku objektivu 7 anemometru obraz na dvojici optických sond 23 a 24. částice obsažené v proudící tekutině li, která proletí oběma optickými sondami 23.24 vyšlou dvojici rozptylových světelných toků, jejichž časový interval spolu se vzdálenosti obou optických sond 23, 24 určuje měřenou hodnotu složky vektoru rychlosti tekutiny. Prostorová část rozptylových světelných toků vymezená paprsky 231, 232 a 241, 242 je přijímána objektivem 7 anemometru. Po průchodu sekcí dělení 4 laserového paprsku je svazek rozptylových světelných toků odkloněn zrcadlem 3. zpětné detekce s otvorem do sekce detekce 8. V závislosti na volbě kódováni rozptylových toků, například spektrálně,polarizačně a podobně. Ue voleno odpovídající dekódování v sekci detekce 8. Clona 6 prostorové filtrace zařazená v ohniskové rovině vnitřního objektivu 5 odstraňuje parazitní světlo, přicházející do soustavy z okolí optických sond 23 a 24.

CS 267 979 Bl

- 2 Pro elektronickou část dvoj ohniskového laserového anemometru lze s výhodou použit sekce detekce rozptylových světelných toků a procesory signálů, které se vyrábějí pro komerční laserové anemometry.

Vynález je možno s výhodou využit v mechanice tekutin, zejména v lopatkových strojích, v uzlech leteckých motorů, v hydraulických strojích, v míchadlech, popřípadě v biotechnologii a biomechanice.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Dvojohniskový laserový anemometr pro měřeni rychlostí tekutin, sestávající z elektronické části, z laseru a z optické části, obsahující sekci děleni laserového paprsku, vnitřní objektiv, objektiv anemometru, zrcadlo zpětné detekce s otvorem a sekci detekce optických signálů, vyznačující se tím, že mezi vnitřní objektiv (5) a zrcadlo (3) zpětné detekce s otvorem je zařazena sekce delení laserového paprsku (4).
2. 2. Dvojohniskový laserový anemometr podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi vnitřní objektiv (5) a objektiv (7) anemometru je umístěna clona (6) prostorové filtrace.