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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung
mit Hilfe des Doppler-Effektes, insbesondere zur Messung eines Geschwindigkeitsfeldes
in einer Fluidströmung, aber
auch zur Messung der Geschwindigkeiten bewegter fester Körper, wie
etwa von ballistischen Geschossen oder Maschinen.
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Es
ist bereits bekannt, die Komponenten der Geschwindigkeit eines Objektes,
das durch eine aus einem Laserstrahl hervorgegangene Laserebene
beleuchtet wird, aus einerseits der Intensität des an diesem Objekt gestreuten
und von geeigneten Photorezeptoren direkt empfangenen Lichtes und
andererseits der Intensität
dieses von anderen geeigneten Photorezeptoren durch Spektralfiltermittel,
die auf die Frequenz der Beleuchtungslaserebene abgestimmt sind,
empfangenen Lichtes zu bestimmen (siehe insbesondere die Schriften
EP-0506657 und AIAA 97-0498,
35th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, January 6–10, 1997, „Planar
Doppler Velocimetry performance in low-speed flows" von R. L. McKenzie). Üblicherweise
wird die Beleuchtungslaserebene von einer Impuls-weise arbeitenden
Argon- oder Nd-YAG-Laserquelle in Verbindung mit einem Frequenzverdoppler
ausgesandt, wobei die Spektralfiltermittel eine Küvette mit
Ioddampf umfassen, der eine Absorptionslinie in der Nähe der Frequenz
des Beleuchtungslasers aufweist und dessen Durchlassgrad bei dieser
Frequenz ungefähr
50% beträgt,
und wobei die Photorezeptoren vom Typ CCD-Matrix sind.
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Die
Aufgabe der Spektralfiltermittel besteht darin, die Frequenzänderungen
aufgrund des Doppler-Effektes des vom Objekt gestreuten Lichtes
in Intensitätsschwankungen
des von den Photorezeptoren aufgefangenen Lichtes zu wandeln. So ändert sich
die Intensität
des durch die Spektralfiltermittel hindurch aufgefangenen Lichtes
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit der Fortbewegung des Objektes. Es wird das
Verhältnis
der Intensität
des durch die Spektralfiltermittel aufgefangenen Lichtes zur direkt
aufgefangenen Intensität
gebildet, um ein normalisiertes Signal zu erhalten, das in Abhängigkeit von
der Dopplerverschiebung schwankt und dessen Kenntnis erlaubt, die
Geschwindigkeit des Objektes in einer Raumrichtung zu berechnen.
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Außerdem wird
ein Teil des Laserstrahles abgeleitet und auf Photorezeptoren der
CCD-Matrix gesandt, einerseits direkt und andererseits durch die Spektralfiltermittel,
um ein normalisiertes Signal zu erhalten (das oben genannte Verhältnis der
direkt aufgenommen Lichtintensität
zur durch die Spektralfiltermittel hindurch aufgefangenen Intensität), das
einer Geschwindigkeit gleich Null entspricht und das erlaubt, laufend
die Schwankungen der Laserfrequenz in der Zeit zu kompensieren.
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So
wird mit Hilfe einer vorherigen Eichung der spektralen Durchlässigkeitsfunktion
der oben genannten Filtermittel die Frequenzverschiebung aufgrund
des Doppler-Effektes aus dem normalisierten Signal des an einem
bewegten Objekt gestreuten Lichtes und dem normalisierten Signal
bei der Geschwindigkeit Null bestimmt und anschließend die Geschwindigkeit
dieses Objektes in einer Raumrichtung berechnet. Diese Richtung
wird durch die Richtung der Laserbeleuchtung und durch die Beobachtungsrichtung
definiert. Durch Ausführung
der Beobachtungen in drei verschiedenen Richtungen werden die drei
Komponenten der Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte im
Beobachtungsbereich erhalten.
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Die
Patentanmeldung
WO 95/33999 bietet Verbesserungen
an der Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung durch den Dopplereffekt
nach der Patentanmeldung
EP 0506657 .
Das Bildraster der einzigen CCD-Kamera wird in zwei Pixelbereiche
geteilt, um jeweils Teile der Intensität des durch ein Fluid gestreuten
Lichtes direkt und durch die oben genannten ersten Spektralfiltermittel
hindurch zu empfangen, die als Wandler von Frequenz in Intensität arbeiten.
Ein Eichsystem, das zweite Spektralfiltermittel mit einer Ioddampf-Küvette ähnlich den
ersten Spektralfiltermitteln aufweist, das von einem Teil der Intensität des Lichtes
der Laserquelle durchquert wird, überwacht die Frequenz- und
Intensitätsschwankungen
des Beleuchtungslaserstrahles in Abhängigkeit von der Temperatur,
um die ersten Spektralfiltermittel vorzueichen. Diese Schwankungen werden
berücksichtigt,
um die Geschwindigkeit des Fluids in einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsberechnung
zu berücksichtigen.
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Diese
bekannten Techniken berücksichtigen jedoch
nicht die Abweichungen der Wandlung durch die Spektralfiltermittel
in Echtzeit, insbesondere in Abhängigkeit
von der Temperatur, so dass sich die Präzision in der Geschwindigkeitsmessung
als unzureichend erweist.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt insbesondere, eine einfache,
wirkungsvolle und wenig kostspielige Lösung für dieses Problem zu schaffen.
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Sie
schlägt
zu diesem Zweck ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit mindestens
eines Objektes durch den Doppler-Effekt
vor, umfassend:
- – die Beleuchtung des Objektes
durch eine Laserebene, die aus einem Laserstrahl hervorgegangen
ist,
- – die
Messung der Intensität
des vom Objekt gestreuten Lichtes, wobei diese Messung einerseits direkt
erfolgt und andererseits über
Spektralfiltermittel, die im Wesentlichen auf die Frequenz der Laserbeleuchtung
abgestimmt sind,
- – Bestimmung
eines Verhältnisses
der genannten Messungen zur Erzeugung eines normalisierten Signals
des gestreuten Lichtes,
- – Messung
der Intensität
eines Teils des Laserstrahls, einerseits direkt und andererseits
durch die Spektralfiltermittel, und Bestimmung des Verhältnisses
dieser Intensitätsmessungen,
um ein normalisiertes Signal zu erhalten, das einer Geschwindigkeit
gleich Null entspricht, und
- – Bestimmung
einer Komponente der Geschwindigkeit des Objektes in einer bestimmten
Richtung aus den genannten normalisierten Signalen,
dadurch
gekennzeichnet, dass es ebenfalls umfasst: - – die Messung
der Intensität
eines monochromatischen Bezugslichtstromes, einerseits direkt und andererseits
durch die Spektralfiltermittel, wobei dieser Bezugslichtstrom über eine
um einen bekannten festen Wert andere Frequenz verfügt, als der
des Laserstrahls,
- – und
die Bestimmung des Verhältnisses
der Intensitätsmessungen
des Bezugsstromes zur Erzeugung eines normalisierten Bezugssignals,
das einer festen und bekannten Frequenzabweichung entspricht, also
einer bekannten Geschwindigkeit ungleich Null.
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Dieses
normalisierte Bezugssignal, das einer festen bekannten Frequenzabweichung
entspricht, dient dazu, die Durchlässigkeitskurve der Spektralfiltermittel
in Echtzeit zu fixieren, indem die eventuellen Abweichungen dieser
Mittel kompensiert werden.
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Die
Frequenzabweichung wird vorteilhafterweise derart gewählt, dass
sie einen im Wesentlichen linearen Abschnitt der Durchlässigkeitskurve
ab dem Punkt abdeckt, der der Geschwindigkeit Null entspricht. Es
ist dann möglich,
präzise
durch Interpolation den Wert der Dopplerverschiebung zu bestimmen,
der einem normalisierten Signal des vom Objekt gestreuten Lichtes entspricht,
wenn dieses Signal zwischen dem normalisierten Signal der Geschwindigkeit
Null und dem normalisierten Signal des Bezugsstromes liegt.
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Vorteilhafterweise
umfasst dieses Verfahren die Messung der Intensitäten mehrerer
monochromatischer Bezugslichtströme,
deren Frequenzen sich von der des Laserstrahls um feste und bekannte Beträge unterscheiden,
die voneinander verschieden sind, einerseits direkt und andererseits
durch die Spektralfiltermittel hindurch und die Bestimmung des Verhältnisses
dieser Intensitätsmessungen
für jeden Bezugsstrom
zur Erzeugung normalisierter Bezugssignale, die verschiedenen festen
und bekannten Frequenzabweichungen entsprechen.
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Diese
verschiedenen Frequenzabweichungen werden vorteilhafterweise über einen
größeren Abschnitt
der Durchlässigkeitskurve
der Spektralfltermittel gestaffelt, insbesondere über nichtlineare
Bereiche dieser Kurve. Dies hat beispielsweise zur Folge, die Frequenzdynamik
zu verdoppeln, was sich in einer entsprechenden Erhöhung der
Dynamik der messbaren Geschwindigkeiten auswirkt.
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Nach
einem anderen Merkmal dieses Verfahrens wird der oder jeder oben
genannte Bezugsstrom in eine Zwischenbildebene der optischen Mittel zur
Erzeugung eines Bildes des Objektes auf einer Photodetektoreinheit
gesandt. Auf diese Weise wird vermieden, das zu messende Geschwindigkeitsfeld zu
stören.
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Vorteilhafterweise
wird der oder jeder Bezugsstrom von einer im Wesentlichen punktförmigen Quelle
ausgesendet.
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Dadurch
wird nur ein sehr kleiner Teil des Bildes dieses Feldes zur Erfassung
der Intensitäten
der Bezugsströme
verwendet.
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Die
Erfindung schlägt
ebenfalls eine Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit mindestens eines
Objektes durch den Doppler-Effekt vor, umfassend:
- – Mittel
zur Beleuchtung des Objektes durch eine Laserebene, die aus einem
Laserstrahl hervorgegangen ist,
- – optische
Mittel zur Erzeugung eines Bildes des Objektes auf zwei Photorezeptoreinheiten,
deren Ausgangssignale der empfangenen Lichtintensität entsprechen,
- – Spektralfiltermittel,
die im Wesentlichen auf die Frequenz des Laserstrahls abgestimmt
und zwischen die genannten optischen Mittel und eine oben genannte
Photorezeptoreinheit eingefügt sind,
- – Mittel
zur direkten und gleichzeitigen Lenkung eines Teils des Laserstrahls
auf einen ersten Teil jeder der beiden genannten Photorezeptoreinheiten
durch die optischen Bilderzeugungsmittel, um normalisierte Signale
des vom Objekt gestreuten Lichtes und normalisierte Signale zu erhalten,
die einer Geschwindigkeit gleich Null entsprechen,
dadurch
gekennzeichnet, dass sie außerdem
umfasst: - – Mittel
zur Erzeugung mindestens eines monochromatischen Bezugslichtstromes,
der über
eine um einen bekannten festen Wert andere Frequenz verfügt, als
der des Laserstrahls, und
- – Mittel,
die diesen Bezugsstrom direkt und gleichzeitig durch die optischen
Mittel zur Bilderzeugung auf einen zweiten Teil jeder der beiden
oben genannten Photorezeptoreinheiten lenken, um ein normalisiertes
Bezugssignal zu erzeugen, das einer festen und bekannten Frequenzabweichung entspricht.
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Vorteilhafterweise
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
Mittel, die mehrere monochromatische Bezugslichtströme erzeugen,
deren Frequenzen sich um feste bekannte, untereinander verschiedene
Beträge
von der Frequenz des Laserstrahls unterscheiden, wobei diese Bezugsströme direkt
und gleichzeitig durch die optischen Mittel zur Bilderzeugung auf
unterschiedliche Teile jeder der beiden Photodetektoreinheiten gelenkt
werden, um normalisierte Bezugssignale zu erzeugen, die festen und
bekannten Frequenzabweichungen entsprechen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die oben genannten Mittel zur Erzeugung des oder
der Bezugslichtstromes/ströme
akusto-optische Mittel, wie etwa insbesondere eine BRAGG-Anordnung.
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Diese
Mittel erzeugen Bezugsströme,
die über
Frequenzen verfügen,
die sich von der der Laserbeleuchtung um Werte mehr oder weniger
gleich nΔF
unterscheiden, wobei ΔF
eine feste und bekannte Frequenzabweichung ist und n eine ganze
Zahl größer als
0.
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Diese
Frequenzabweichungen werden vorteilhafterweise regelmäßig über den
nützlichen
Teil der Kurve der spektralen Durchlässigkeit der oben genannten
Filtermitel gestaffelt.
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Nach
anderen Merkmalen der Erfindung:
- – sind die
Mittel zur Erzeugung der Bezugslichtströme durch Lichtleitfasern mit
den Bilderzeugungsmitteln verbunden,
- – verfügen die
optischen Fasern über
Enden, die im Wesentlichen in einer Zwischenbildebene der Bilderzeugungsmittel
liegen und auf die oben genannten Photodetektoren gerichtet sind.
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Ganz
allgemein verbessert die Erfindung die Präzision der Messung der Geschwindigkeit
eines Objektes durch den Doppler Effekt und ist auf die Messung
eines Geschwindigkeitsfeldes in der Fluid-Mechanik anwendbar, sowie
für ballistische
Zwecke für
die Messung von Geschwindigkeiten bewegter Körper, wie etwa von Geschossen.
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Die
Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung, die als Beispiel
unter Bezugnahme auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen erfolgt, verständlicher
werden und weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
werden deutlicher werden. Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung des Standes
der Technik,
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2 ein
Schema, das die Richtung der Geschwindigkeitskomponente in Abhängigkeit
von der Beleuchtungsrichtung und der Beobachtungsrichtung zeigt,
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3 eine
schematische Draufsicht, die die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt,
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4 einen
Graphen, der einen Teil der Kurve der spektralen Durchlässigkeit
der Filtermittel darstellt, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden,
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5 schematisch
Mittel zur Erzeugung der Bezugsströme, die in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
wird auf die Bestimmung eines Geschwindigkeitsfeldes in einer Fluidströmung 10 durch
Messung der Doppler-Verschiebungen des an Teilchen 12,
die in die Fluidströmung
eingebracht werden, gestreuten Lichtes angewendet. Beispielsweise
und wie in den oben genannten älteren
Schriften beschrieben, kann eine Gasströmung mit einem Nebel sehr feiner
Teilchen einer geeigneten Flüssigkeit
oder eines geeigneten Feststoffes geimpft werden, die in der Gasströmung dispergiert
und von dieser mitgeführt
werden.
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Die
Strömung 10 wird
durch eine Laserebene 14 beleuchtet, die durch geeignete
Mittel 16, wie etwa eine Strahlauffächerungsoptik (eine Anordnung zylindrischer
und sphärischer
Linsen) oder eine Vorrichtung mit einem rotierenden Polygon, aus
dem Strahl 18 erzeugt wird, der von einer geeigneten Laserquelle
ausgesendet wurde, wie etwa einem Argon-Laser im longitudinalen
Einmodenbetrieb, der mit einer Wellenlänge von 514,5 nm strahlt oder
einem verdoppelten YAG-Laser bei 532 nm.
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Das
Laserlicht wird an den Teilchen 12 gestreut, die in der
Strömung 10 anwesend
sind. Mittel zum Nachweis des von den Teilchen 12 gestreuten Lichtes
umfassen ein optisches System 22 zur Erzeugung eines Bildes
auf einer Photodetektoreinheit, wie beispielsweise einer CCD-Kamera 24,
wobei der vom optischen System 22 übertragene Lichtstrom einen
Strahlteiler 26 durchquert, der einen Teil dieses Stromes
auf eine andere Photodetektoreinheit lenkt, wie beispielsweise eine
andere CCD-Kamera 28,
wobei der vom Strahlteiler 26 durchgelassene Lichtstrom
Spektralfiltermittel 30 durchquert, die auf die Frequenz
des Laserstrahls 18 abgestimmt sind, bevor er bis zur CCD-Kamera 24 gelangt.
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Beispielsweise
bestehen die Filtermittel 30 aus einer Küvette mit
Ioddampf, der eine Absorptionslinie in der Nähe der Frequenz des Laserstrahls 18 aufweist,
wobei der Durchlassgrad bei dieser Frequenz beispielsweise ungefähr 50% beträgt.
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Die
CCD-Kameras 24 und 28 sind mit ihrem Ausgang an
Informationsverarbeitungsmittel 32 angeschlossen, die Erfassungs-
und Rechenmittel und Anzeigemittel 34 umfassen, auf denen
Bilder des beobachteten Feldes angezeigt werden können, in
denen die Komponenten der Teilchengeschwindigkeiten in einer bestimmten
Richtung durch verschiedene Graustufen oder unterschiedliche Farben
dargestellt werden.
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In 2 ist V → der
Geschwindigkeitsvektor eines Teilchens 12, das durch einen
einfallenden Laserstrahl 36 beleuchtet wird, dessen Ausbreitungsrichtung
durch den Einheitsvektor E → vertreten wird, und R → ist der Einheitsstrahl
der Beobachtungsrichtung oder Richtung, die das Teilchen 12 mit
dem Perspektivenzentrum der Bildaufnahme verbindet.
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Die
Dopplerverschiebung des vom Teilchen
12 gestreuten Lichtes
gegenüber
dem Beleuchtungslaser ergibt sich aus der Formel:
in der F
0 die
Frequenz des Beleuchtungslasers ist und c die Lichtgeschwindigkeit
im Vakuum.
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In 2 stellt
der Vektor R →–E → die
Richtung dar, in der die Geschwindigkeitskomponente V des Teilchens
mit der Vorrichtung der 1 gemessen wird.
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Das
von den Teilchen 12 gestreute Licht wird vom optischen
System 22 aufgefangen und teilweise nach Durchquerung der
Spektralfiltermittel 30 auf die erste CCD-Kamera 24 geleitet
und teilweise auf die andere CCD-Kamera 28, gegebenenfalls
mit Hilfe eines Ablenkspiegels 38 (3). Die
Ausgangssignale der Kameras 24 und 28 erlauben
es, Pixel für
Pixel die Intensität
des direkt von der Kamera 28 empfangenen gestreuten Lichtes
mit der des gestreuten Lichtes zu vergleichen, das von der Kamera 24 nach Durchqueren
der Spektralfiltermittel 30 empfangen wird.
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Wie
der spektralen Lichtdurchlasskurve C der 4 zu entnehmen
ist, sind diese Mittel 30 auf eine Frequenz abgestimmt,
die der Frequenz F0 des Laserstrahls 18 benachbart
ist, wobei der Durchlassgrad bei der Frequenz F0 ungefähr 50% beträgt. In Abhängigkeit
von der Bewegungsrichtung der Teilchen 12 relativ zur Messvorrichtung,
kann die Frequenz des an den Teilchen gestreuten Lichtes höher oder
niedriger sein, als die Freqenz F0, und
sein Durchlassgrad durch die Mittel 30 ist größer bzw.
kleiner, als bei der Frequenz F0.
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Damit
die Schwankungen der Frequenz F0 des Laserstrahls 18 und
die insbesondere thermischen Abweichungen der Spektralfiltermittel 30 automatisch
berücksichtigt
und kompensiert werden können,
sieht die Erfindung Mittel 40 (3) vor,
die monochromatische Bezugsströme
erzeugen, die in den Lichtstrom eingeleitet werden, der vom optischen System 22 übertragen
und von den Photodetektoren der CCD-Kameras 24 und 28 aufgefangen
wird.
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Die
Mittel 40 sind vorteilhafterweise vom akusto-optischen
Typ und umfassen ein Kristall, in das ein Phasengitter durch die
Fortpflanzung einer Schallwelle eingeführt wird, die von einem piezoelektrischen
Kristall erzeugt wird, an dessen Anschlüsse eine Sinusspannung der
Frequenz ΔF
angelegt wird. Wenn sich eine Lichtwelle der Frequenz F0 (ein
Teil des Laserstrahls 18) im Inneren dieses Kristalls ausbreitet,
ergibt sich nach deren Austritt ein Strahl mit der Frequenz F0, sowie ein Strahl mit der Frequenz F0 + ΔF
(BRAGG-artige Arbeitsweise). Diese beiden Strahlen können durch
Lichtleitfasern 42 auf zwei Punkte einer Zwischenbildebene
des optischen Systems 22 geleitet werden, wobei die Enden
der Lichtleitfasern 42 in dieser Ebene in Richtung auf
den Strahlteilerwürfel 26 gerichtet
sind. So liefern die Ausgangssignale der Kameras 24 und 28 Intensitätsmessungen
der Lichtströme
mit den Frequenzen F0 und F0 + ΔF, die nach
Durchquerung der Spektralfiltermittel 30 von der Kamera 24 aufgefangen
werden und von der Kamera 28 direkt aufgefangen werden.
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Auf
diese Weise verfügt
man über
zwei Punkte auf der spektralen Lichtdurchlasskurve der 4,
die den Frequenzen F0 und F0 + ΔF entsprechen,
und dies unabhängig
von den Schwankungen der Frequenz F0 des
Laserstrahls 18, wobei der Wert ΔF seinerseits fest und bekannt
ist.
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Die
von der CCD-Kamera 28 gelieferten Intensitätsmessungen
werden verwendet, um normalisierte Signale In zu erhalten, die (Pixel
für Pixel)
den Verhältnissen
aus den durch die Kamera 24 gemessenen Intensitäten zu den
durch die Kamera 28 gemessenen Intensitäten gleich sind. Vorzugsweise und
wie schematisch in 5 dargestellt, arbeiten die
Mittel 40 zur Erzeugung von Bezugslichtströmen im RAMAN-NATH-Regime,
um am Ausgang Lichtstrahlen zu liefern, die die Frequenzen F0, F0 + ΔF, F0 – ΔF, F0 + 2ΔF
und F0 – 2ΔF haben.
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Diese
Strahlen werden über
Lichtleitfasern und einige Verbinder 44 mit drei kleinen
Gehäusen 46 verbunden,
die zur Messung der Geschwindigkeitskomponenten der Teilchen 12 in
drei verschiedenen Richtungen jeweils mit einer Erfassungsvorrichtung
verbunden sind, wie der in 3 dargestellten, wobei
dann eine einzige Laserquelle 20 fester Richtung verwendet
wird.
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In
jedem Gehäuse 46 sind
die Enden der Lichtleitfasern auf die Photorezeptoren gerichtet
und übertragen
fünf Bezugslichtströme mit den
oben angegebenen Frequenzen.
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Dies
erlaubt die Nutzung eines größeren Teils
der Kurve der spektralen Durchlässigkeit
der Mittel 30, einschließlich nichtlinearer Teile,
unter automatischer und fortlaufender Kompensation der Frequenzschwankungen
des Beleuchtungslasers und der Abweichungen der Spektralfiltermittel 30 im
Laufe der Zeit.
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Die
oben genannte Frequenzabweichung ΔF kann
200 MHz betragen, was erlaubt, mit einer Frequenzdynamik von 1 GHz
um die Laserfrequenz F0 zu arbeiten. Die
Dynamik der gemessenen Geschwindigkeit hängt von den geometrischen Beobachtungsbedingungen
ab. Im Fall einer Standardkonfiguration, die im Windkanal angetroffen
wird, ergibt sich eine Geschwindigkeitsdynamik, die beispielsweise
von 350 m/s (wenn nur der lineare Teil der Kurve der spektralen
Durchlässigkeit
der Mittel 30 genutzt wird) auf 700 m/s übergeht,
d. h. auf das Doppelte.
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Üblicherweise
bestehen die Spektralfiltermittel 30 aus einer Ioddampfküvette. Wenn
die Temperaturschwankungen des Stiftes dieser Küvette 0,5°C beträgt, führt dies zu einer Frequenzschwankung
um ungefähr
5 MHz. Die Frequenzschwankungen der Laserquelle 20 können in
der Größenordnung
von 2 MHz liegen. Sie bewirken eine Unsicherheit von ungefähr 5 m/s
der gemessenen Geschwindigkeiten (bei Standardkonfiguration). Die
Erfindung erlaubt es, diese Unsicherheit gegen Null gehen zu lassen, indem
sie automatisch die thermischen Abweichungen der Ioddampf-Küvette und
die Frequenzschwankungen der Laserquelle kompensiert.
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Die
akusto-optischen Mittel 40 können Frequenzverschiebungen
mit einer relativen Genauigkeit von 10–6 erzeugen,
d. h. mit einer Unsicherheit von 200 Hz bei einer Frequenzabweichung ΔF um 200
MHz. Der Messfehler ist also an die Unsicherheit der Interpolationstechnik
gebunden, die angewandt wird, um in Echtzeit die Eichkurve der Funktion
der spektralen Durchlässigkeit
der Ioddampfküvette
zu erhalten, sowie an die Unsicherheit, die mit der Strahlungsmessung
der Kameras 24 und 28, die im Fall von Kameras
mit 10 effektiven Bits auf 0,15% geschätzt wird.