JPH0933556A

JPH0933556A - レーザ２焦点流速計

Info

Publication number: JPH0933556A
Application number: JP20183495A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Iwamoto; 勝治岩本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定流体から多くの反射光量が得られ、高
いサンプルレートで正確な測定が容易にでき、小型で移
動し易いレーザ２焦点流速計を得ることである。【解決手段】半導体レーザ１からのレーザ光の拡がり
角をコリメータレンズで小さくしてビームスプリッタに
入力し、ビームスプリッタで分割された２つのレーザ光
をレンズにて被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集
光させ、２つの半導体受光素子で被測定流体中の微粒子
の散乱光を受光し信号処理部１１に入力する。信号処理
部１１の方形波列演算手段１２は、２つの半導体受光素
子１０の信号出力をそれぞれ２つの異なるしきい値でそ
れぞれ２つの方形波列に直し、さらに一致判定手段１４
でそれら４つの方形波列の一致した方形波列を演算し、
流速算出手段１５にて、その方形波列に基づいて被測定
流体の流速を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を被測定
流体中の測定領域に２つの焦点に集光させ、被測定流体
中の微粒子の速度を被測定流体速度として検出するレー
ザ２焦点流速計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から被測定流体の流速を測定するも
のとして、ピトー管や熱線流速計などが用いられてお
り、最近ではガスレーザや半導体レーザを光源とする流
速計が用いられるようになってきている。市販の後方散
乱方式レーザドップラー流速計の光源としては、アルゴ
ンイオンレーザが使用されている。これは、装置全体が
大型となり、測定の機動性に欠けるという不具合があ
る。

【０００３】そこで、上述した課題を解決したものとし
て、半導体レーザ２焦点流速計がある。このレーザ２焦
点流速計は、図１２に示すように赤色半導体レーザ１を
有し、その光軸上にはコリメータレンズ２が設けられて
いる。コリメータレンズ２はレーザ光の拡がり角を小さ
くして平行なレーザ光に成形するものである。そして、
その出力側には、レーザ光を２つのレーザ光に等強度に
分割し、かつ偏光方向を変える偏光プリズムとしてのウ
ォラストンプリズム３が設けられている。このウォラト
ンプリズム３の出力側には、レンズ４が設けられ、分割
された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領域５に２
つの焦点として集光させる。この測定領域５の２つの焦
点の近傍を図１３に示す。

【０００４】図１３に示すように、レーザ光の直径はレ
ンズ４により焦点での最終直径まで絞られた後、また拡
大する。この測定領域５に被測定流体６を流すことによ
り、被測定流体６中に存在する微粒子７も同じ速度で測
定領域５の２つの焦点を通過する。そして、粒子７が２
つの焦点を通過するとレーザ光を散乱させる。

【０００５】この散乱光はレンズ４で平行光にされる。
この平行光は偏光フィルタ８ａ、８ｂにより一方の平行
光のみを選択し、レンズ９ａ、９ｂにより半導体受光素
子１０ａ、１０ｂ上に集光させられる。この半導体受光
素子１０ａ、１０ｂからの信号出力は信号処理部１１に
入力され、信号処理部１１は、半導体受光素子１０ａ、
１０ｂからの信号出力に基づいて、被測定流体６の流速
を演算する。

【０００６】図１４は、信号処理部１１のブロック構成
図である。半導体受光素子１０ａからの受光信号ａ１
は、方形波列演算手段１２のレベル判定手段１３ａに入
力され、受光信号ａ１が予め定めたしきい値を越えた範
囲で方形波列Ｐ１を発生する。同様に、半導体受光素子
１０ｂからの受光信号ａ２は、方形波列演算手段１２の
レベル判定手段１３ｂに入力され、受光信号ａ２が予め
定めたしきい値を越えた範囲で方形波列Ｐ２を発生す
る。そして、一致判定手段１４では、これら方形波列Ｐ
１、Ｐ２の一致する方形波列Ｐを算出し流速算出手段１
５に出力する。流速算出手段１５では、方形波列Ｐの隣
り合う方形波の時間間隔を測定し、測定領域５の２つの
焦点距離をその時間間隔で割って被測定流体の流速を演
算する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体受光
素子１０よりの受光信号を方形波に直す際のしきい値の
設定によって、方形波列の特性が変化するので、被測定
流体の流速の精度が悪くなることがある。

【０００８】すなわち、一般には、しきい値はノイズレ
ベルよりかなり高めに設定されるが、そうした場合、微
粒子による信号はしきい値に引っ掛からず、捨てられる
ことになり、大きな粒子による信号しか検出することが
できないことになる。つまり、大きな粒子による流速測
定のみになってしまうので、サンプルレートが低すぎる
ことになり、微粒子による流速が可能にもかかわらず、
その流速が精度良く検出できなくなってしまうことがあ
る。

【０００９】本発明の目的は、被測定流体から多くの反
射光量が得られ、高いサンプルレートで正確な測定が容
易にでき、しかも小型で移動し易いレーザ２焦点流速計
を得ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、レー
ザ光を発生する半導体レーザと、半導体レーザからのレ
ーザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形す
るコリメータレンズと、コリメータレンズよりのレーザ
光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、ビ
ームスプリッタからの分割された２つのレーザ光を被測
定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレンズ
と、測定領域の２つの焦点から被測定流体中の微粒子の
散乱光を受光するように設けられた２つの半導体受光素
子と、２つの半導体受光素子の信号出力に基づいて被測
定流体の流速を演算処理する信号処理部とを備え、信号
処理部は、２つの半導体受光素子の信号出力をそれぞれ
２つの異なるしきい値でそれぞれ２つの方形波列に直す
方形波列演算手段と、方形波列演算手段で得られた４つ
の方形波列の一致した方形波列を演算する一致判定手段
と、一致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波
間の時間間隔を測定し２つの焦点間距離を当該測定され
た時間間隔で除して被測定流体の流速を算出する流速算
出手段とからなる。

【００１１】請求項２の発明は、レーザー光を発生する
半導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり
角を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレ
ンズとコリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた半導体受光素子と、半導体受光素子の信
号出力に基づいて被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、信号処理部は、半導体受光素子の信号
出力を２つの異なるしきい値で２つの方形波列に直す方
形波列演算手段と、方形波列演算手段で得られた２つ方
形波列の一致した方形波列を演算する一致判定手段と、
一致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の
時間間隔を測定し２つの焦点間隔を当該測定された時間
間隔で除して被測定流体の流速を算出する流速算出手段
とからなる。

【００１２】請求項３の発明は、レーザー光を発生する
半導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり
角を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレ
ンズとコリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた半導体受光素子と、半導体受光素子の信
号出力に基づいて被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、信号処理部は、半導体受光素子の信号
出力を３つの異なるしきい値で３つの方形波列に直す方
形波列演算手段と、方形波列演算手段で得られた３つ方
形波列の一致した方形波列を演算する一致判定手段と、
一致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の
時間間隔を測定し２つの焦点間隔を当該測定された時間
間隔で除して被測定流体の流速を算出する流速算出手段
とからなる。

【００１３】請求項４の発明は、レーザ光を発生する半
導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり角
を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレン
ズと、コリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた２つの半導体受光素子と、２つの半導体
受光素子の信号出力に基づいて被測定流体の流速を演算
処理する信号処理部とを備え、信号処理部は、２つの半
導体受光素子の信号出力をそれぞれ３つの異なるしきい
値でそれぞれ３つの方形波列に直す方形波列演算手段
と、方形波列演算手段で得られた６つの方形波列の一致
した方形波列を演算する一致判定手段と、一致判定手段
で得られた方形波列の隣り合う方形波間の時間間隔を測
定し２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔で除し
て被測定流体の流速を算出する流速算出手段とからな
る。

【００１４】請求項５の発明は、レーザ光を発生する半
導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり角
を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレン
ズと、コリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた２つの半導体受光素子と、２つの半導体
受光素子の信号出力に基づいて被測定流体の流速を演算
処理する信号処理部とを備え、信号処理部は、２つの半
導体受光素子の信号出力をそれぞれ記憶する２つのディ
ジタルメモリと、２つのディジタルメモリに記憶された
信号波形が一致した波形を出力する一致判定手段と、一
致判定手段で得られた波形の隣り合う極大値間の時間間
隔を測定し２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔
で除して被測定流体の流速を算出する流速算出手段とか
らなる。

【００１５】請求項６の発明は、レーザ光を発生する半
導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり角
を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレン
ズと、コリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた半導体受光素子と、半導体受光素子の信
号出力に基づいて被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、信号処理部は、半導体受光素子の信号
出力を記憶するディジタルメモリと、ディジタルメモリ
を上下２分割しその分割した２つの信号波形が一致した
波形を出力する一致判定手段と、一致判定手段で得られ
た波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦
点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体
の流速を算出する流速算出手段とからなる。

【００１６】請求項７の発明は、レーザ光を発生する半
導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり角
を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレン
ズと、コリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた２つの半導体受光素子と、２つの半導体
受光素子の信号出力に基づいて被測定流体の流速を演算
処理する信号処理部とを備え、信号処理部は、２つの半
導体受光素子の信号出力をそれぞれ記憶する２つのディ
ジタルメモリと、２つのディジタルメモリをそれぞれ上
下２分割しその分割した４つの信号波形が一致した波形
を出力する一致判定手段と、一致判定手段で得られた波
形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦点間
距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体の流
速を算出する流速算出手段とからなる。

【００１７】請求項８の発明は、レーザ光を発生する半
導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光の拡がり角
を小さくして平行なレーザ光を成形するコリメータレン
ズと、コリメータレンズよりのレーザ光を２つのレーザ
光に分割するビームスプリッタと、ビームスプリッタか
らの分割された２つのレーザ光を被測定流体中の測定領
域に２つの焦点に集光させるレンズと、測定領域の２つ
の焦点から被測定流体中の微粒子の散乱光を受光するよ
うに設けられた半導体受光素子と、半導体受光素子の信
号出力に基づいて被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、信号処理部は、半導体受光素子の信号
出力を記憶するディジタルメモリと、ディジタルメモリ
を上下３分割しその分割した３つの信号波形が一致した
波形を出力する一致判定手段と、一致判定手段で得られ
た波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦
点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体
の流速を算出する流速算出手段とからなる。

【００１８】請求項１の発明においては、信号処理部の
方形波列演算手段は、２つの半導体受光素子の信号出力
をそれぞれ２つの異なるしきい値でそれぞれ２つの方形
波列に直し、方形波列演算手段で得られた４つの方形波
列の一致した方形波列を一致判定手段で演算する。そし
て、流速算出手段では、一致判定手段で得られた方形波
列の隣り合う方形波間の時間間隔を測定し２つの焦点間
距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体の流
速を算出する。

【００１９】請求項２の発明においては、信号処理部の
方形波列演算手段は、半導体受光素子の信号出力を２つ
の異なるしきい値で２つの方形波列に直し、方形波列演
算手段で得られた２つ方形波列の一致した方形波列を一
致判定手段で演算する。そして、流速算出手段では、一
致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の時
間間隔を測定し２つの焦点間隔を当該測定された時間間
隔で除して被測定流体の流速を算出する。

【００２０】請求項３の発明においては、信号処理部の
方形波列演算手段は、半導体受光素子の信号出力を３つ
の異なるしきい値で３つの方形波列に直し、方形波列演
算手段で得られた３つ方形波列の一致した方形波列を一
致判定手段で演算する。そして、流速算出手段では、一
致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の時
間間隔を測定し２つの焦点間隔を当該測定された時間間
隔で除して被測定流体の流速を算出する。

【００２１】請求項４の発明においては、信号処理部の
方形波列演算手段は、２つの半導体受光素子の信号出力
をそれぞれ３つの異なるしきい値でそれぞれ３つの方形
波列に直し、方形波列演算手段で得られた６つの方形波
列の一致した方形波列を一致判定手段で演算する。そし
て、流速算出手段では、一致判定手段で得られた方形波
列の隣り合う方形波間の時間間隔を測定し２つの焦点間
距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体の流
速を算出する。

【００２２】請求項５の発明においては、信号処理部の
２つのディジタルメモリは、２つの半導体受光素子の信
号出力をそれぞれ記憶し、一致判定手段は２つのディジ
タルメモリに記憶された信号波形が一致した波形を出力
する。そして、流速算出手段は、一致判定手段で得られ
た波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦
点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体
の流速を算出する。

【００２３】請求項６の発明においては、信号処理部の
ディジタルメモリは、半導体受光素子の信号出力を記憶
し、一致判定手段は、ディジタルメモリを上下２分割し
その分割した２つの信号波形が一致した波形を出力す
る。そして、流速算出手段は、一致判定手段で得られた
波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦点
間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体の
流速を算出する。

【００２４】請求項７の発明においては、信号処理部の
２つのディジタルメモリは、２つの半導体受光素子の信
号出力をそれぞれ記憶し、一致判定手段は、２つのディ
ジタルメモリをそれぞれ上下２分割しその分割した４つ
の信号波形が一致した波形を出力する。そして、流速算
出手段は、一致判定手段で得られた波形の隣り合う極大
値間の時間間隔を測定し２つの焦点間距離を当該測定さ
れた時間間隔で除して被測定流体の流速を算出する。

【００２５】請求項８の発明においては、信号処理部の
ディジタルメモリは、半導体受光素子の信号出力を記憶
し、一致判定手段は、ディジタルメモリを上下３分割し
その分割した３つの信号波形が一致した波形を出力す
る。そして、流速算出手段は、一致判定手段で得られた
波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し２つの焦点
間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体の
流速を算出する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図であ
る。図１（ａ）は全体構成図であり、図１（ｂ）は信号
処理部１１のブロック構成図である。

【００２７】図１（ａ）において、赤色半導体レーザ１
の光軸上にはコリメータレンズ２が設けられ、このコリ
メータレンズ２にてレーザ光の拡がり角を小さくして平
行なレーザ光に成形する。そして、その出力側にはレー
ザ光を２つのレーザ光に等強度に分割するビームスプリ
ッタ１６が設けられている。このビームスプリッタ１６
の出力側には、分割された２つのレーザ光を測定領域５
に２つの焦点として集光させる集光手段であるレンズ４
が設けられている。この測定領域５の２つの焦点の近傍
は、従来と同様に図１３に示すようになっている。すな
わち、レーザ光Ｌの直径は、レンズ４により焦点での２
つの最小直径まで絞られた後、また拡大することにな
る。この測定領域５に被測定流体６を流すことにより、
被測定流体６中に存在する微粒子７が２つの焦点を通過
したとき、レーザ光を散乱させる。この散乱光をレンズ
４で平行光にし、干渉フィルタ１７ａ、１７ｂによりレ
ーザ光のみを選択し、レンズ９ａ、９ｂにより半導体受
光素子１０ａ、１０ｂ上に集光させる。

【００２８】半導体受光素子１０ａ、１０ｂよりの電気
信号ａ１、ａ２は、図１（ｂ）に示すように、信号処理
部１１の方形波列演算手段１２に入力される。信号処理
部１１の方形波列演算手段１２は、２つの半導体受光素
子１０ａ、１０ｂの信号出力である受光信号ａ１、ａ２
を、それぞれ２つの異なるしきい値でそれぞれ２つの方
形波列Ｐ１１、Ｐ１２と、方形波列Ｐ２１、Ｐ２２とに
直すものである。すなわち、半導体受光素子１０ａから
の受光信号ａ１は、方形波列演算手段１２の第１のレベ
ル判定手段１３ａ及び第２のレベル判定手段１３ｂに入
力され、図２に示すように、２つの異なるしきい値Ｌ１
１、Ｌ１２でそれぞれ２つの方形波列Ｐ１１、Ｐ１２に
変換される。同様に、半導体受光素子１０ｂからの受光
信号ａ２は、方形波列演算手段１２の第１のレベル判定
手段１３Ａ及び第２のレベル判定手段１３Ｂに入力さ
れ、図２に示すように、２つの異なるしきい値Ｌ２１、
Ｌ２２でそれぞれ２つの方形波列Ｐ２１、Ｐ２２に変換
される。

【００２９】この方形波列演算手段１２で得られた４つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２は、一致判
定手段１４に入力され、図２に示すように、これら４つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２の一致した
方形波列Ｐを一致判定手段１４で演算する。そして、流
速算出手段１５では、一致判定手段１４で得られた方形
波列Ｐの隣り合う方形波間の時間間隔を測定し、２つの
焦点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流
体６の流速を算出する。

【００３０】このように、この第１の実施例では、赤色
半導体レーザ１からのレーザ光を測定領域５を形成する
２つの焦点に集光させることにより、測定領域５に干渉
縞を形成するレーザドップラー流速計により多くの反射
光量が得られる。これにより、半導体受光素子１０の信
号処理に十分なＳ／Ｎ比の電気信号が得られる。また、
赤色半導体レーザ１から半導体受光素子１０までの光学
系を一体にした形態であるので、測定に際して光軸の調
整が不要となり、小型な装置とすることができて機動性
が増し、測定場所への携帯および測定のための設定が容
易となる。

【００３１】また、この半導体受光素子１０ａ、１０ｂ
からの受光信号ａ１、ａ２に基づいて、信号処理部１１
の方形波列演算手段１２により、しきい値Ｌ１１、Ｌ１
２及びしきい値Ｌ２１、Ｌ２２で方形波列Ｐ１１、Ｐ１
２、Ｐ２１、Ｐ２２に変換し、これら４つの方形波列Ｐ
１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２が一致した方形波列Ｐを
最終の信号とし、時間間隔を測定して２つの焦点間距離
をこの時間間隔で割って流速を演算する。したがって、
正確な測定が簡単かつ容易にでき、精度の良い計測が可
能となる。

【００３２】次に、図３に本発明の第２の実施例を示
す。図３（ａ）は全体構成図であり、図３（ｂ）は信号
処理部１１のブロック構成図である。この第２の実施例
は、第１の実施例に対し、１つの半導体受光素子１０と
したものである。

【００３３】図３（ａ）において、赤色半導体レーザ１
の光軸上にはコリメータレンズ２が設けられ、このコリ
メータレンズ２はレーザ光の拡がり角を小さくして平行
なレーザ光に成形する。その出力側にはレーザ光を２つ
のレーザ光に等強度に分割するビームスプリッタ１６が
設けられている。このビームスプリッタ１６の出力側に
は、２つのレーザ光を測定領域５に２つの焦点として集
光させる集光手段であるレンズ４が設けられ、この測定
領域５の２つの焦点の近傍は、従来と同様に図１３に示
すものと同じとなる。

【００３４】すなわち、レーザ光の直径はレンズ４によ
り焦点での２つの最小直径まで絞られた後、また拡大す
る。そして、この測定領域５に被測定流体６を流すこと
により、被測定流体中に存在する微粒子７も同じ速度で
測定領域５、すなわち２つの焦点を通過する。そして、
微粒子７が２つの焦点を通過すると、レーザ光を散乱さ
せ、この散乱光はレンズ４で平行光にされる。この平行
光はレンズ９により半導体受光素子１０上に集光させら
れる。

【００３５】半導体受光素子１０上からの電気信号ａ１
は、図３（ｂ）に示すように、信号処理部１１の方形波
列演算手段１２に入力される。信号処理部１１の方形波
列演算手段１２は、半導体受光素子１０の信号出力であ
る受光信号ａ１を２つの異なるしきい値Ｌ１１、Ｌ１２
で２つの方形波列Ｐ１１、Ｐ１２に直すものである。す
なわち、半導体受光素子１０からの受光信号ａ１は、方
形波列演算手段１２の第１のレベル判定手段１３ａ及び
第２のレベル判定手段１３ｂに入力され、図４に示すよ
うに、２つの異なるしきい値Ｌ１１、Ｌ１２でそれぞれ
２つの方形波列Ｐ１１、Ｐ１２に変換される。

【００３６】この方形波列演算手段１２で得られた２つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２は、一致判定手段１４に入力
され、図４に示すように、方形波列演算手段１２で得ら
れた２つ方形波列Ｐ１１、Ｐ１２の一致した方形波列Ｐ
を一致判定手段１４で演算する。そして、流速算出手段
１５では、一致判定手段１４で得られた方形波列Ｐの隣
り合う方形波間の時間間隔を測定し、２つの焦点間隔を
当該測定された時間間隔で除して被測定流体の流速を算
出する。

【００３７】このように、この第２の実施例では、赤色
半導体レーザ１からのレーザ光を測定領域５を形成する
２つの焦点に集光させることにより、多くの反射光量が
得られ、半導体受光素子１０の信号処理に十分なＳ／Ｎ
比の電気信号が得られる。また、赤色半導体レーザ１か
ら半導体受光素子１０までの光学系を一体にした形態で
あるので、測定に際して光軸の調整が不要となり、小型
な装置とすることができて機動性が増し、測定場所への
携帯および測定のための設定が容易となる。

【００３８】また、この半導体受光素子１０からの受光
信号ａ１に基づいて、信号処理部１１の方形波列演算手
段１２により、しきい値Ｌ１１、Ｌ１２で方形波列Ｐ１
１、Ｐ１２に変換し、これら２の方形波列Ｐ１１、Ｐ１
２が一致した方形波列Ｐを最終の信号とし、時間間隔を
測定して２つの焦点間距離をこの時間間隔で割って流速
を演算する。したがって、正確な測定が簡単かつ容易に
でき、精度の良い計測が可能となる。

【００３９】図５は、本発明の第３の実施例の信号処理
部１１のブロック構成図である。この第３の実施例は、
第２の実施例に対し、方形波列演算手段１２でのしきい
値を３つとしたものであり、その全体構成は、図３
（ａ）に示した第２の実施例のものと同じであるので、
全体構成の説明は省略する。

【００４０】図５において、半導体受光素子１０からの
電気信号ａ１は、信号処理部１１の方形波列演算手段１
２に入力される。信号処理部１１の方形波列演算手段１
２は、半導体受光素子１０の信号出力である受光信号ａ
１を３つの異なるしきい値Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で３
つの方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に直すものであ
る。すなわち、半導体受光素子１０からの受光信号ａ１
は、方形波列演算手段１２の第１のレベル判定手段１３
ａ、第２のレベル判定手段１３ｂ及び第３のレベル判定
手段１３ｃに入力され、図６に示すように、３つの異な
るしきい値Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３でそれぞれ３つの方
形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に変換される。

【００４１】この方形波列演算手段１２で得られた３つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、一致判定手段１
４に入力され、図６に示すように、方形波列演算手段１
２で得られた３つ方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の一
致した方形波列Ｐを一致判定手段１４で演算する。そし
て、流速算出手段１５では、一致判定手段１４で得られ
た方形波列Ｐの隣り合う方形波間の時間間隔を測定し、
２つの焦点間隔を当該測定された時間間隔で除して被測
定流体の流速を算出する。

【００４２】このように、この第３の実施例では、第２
の実施例と同様に、赤色半導体レーザ１からのレーザ光
を測定領域５を形成する２つの焦点に集光させることに
より、多くの反射光量が得られ、半導体受光素子１０の
信号処理に十分なＳ／Ｎ比の電気信号が得られる。ま
た、赤色半導体レーザ１から半導体受光素子１０までの
光学系を一体にした形態であるので、測定に際して光軸
の調整が不要となり、小型な装置とすることができて機
動性が増し、測定場所への携帯および測定のための設定
が容易となる。

【００４３】また、この半導体受光素子１０からの受光
信号ａ１に基づいて、信号処理部１１の方形波列演算手
段１２により、しきい値Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で３つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に変換し、これら３
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３が一致した方形波列
Ｐを最終の信号とし、時間間隔を測定して２つの焦点間
距離をこの時間間隔で割って流速を演算する。したがっ
て、より正確な測定が簡単かつ容易にでき、精度の良い
計測が可能となる。

【００４４】図７は、本発明の第４の実施例の信号処理
部１１のブロック構成図である。この第４の実施例は、
第１の実施例に対し、方形波列演算手段１２でのしきい
値をそれぞれの受光信号に対しそれぞれ３つとしたもの
であり、その全体構成は、図１（ａ）に示した第１の実
施例のものと同じであるので、全体構成の説明は省略す
る。

【００４５】半導体受光素子１０ａ、１０ｂ上からの電
気信号ａ１、ａ２は、図７に示すように、信号処理部１
１の方形波列演算手段１２に入力される。信号処理部１
１の方形波列演算手段１２は、２つの半導体受光素子１
０ａ、１０ｂの信号出力である受光信号ａ１、ａ２を、
それぞれ３つの異なるしきい値でそれぞれ３つの方形波
列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３と、方形波列Ｐ２１、Ｐ２
２、Ｐ２３とに直すものである。

【００４６】すなわち、半導体受光素子１０ａからの受
光信号ａ１は、方形波列演算手段１２の第１のレベル判
定手段１３ａ、第２のレベル判定手段１３ｂ及び第３の
レベル判定手段１３ｃに入力され、３つの異なるしきい
値Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で、それぞれ３つの方形波列
Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に変換される。同様に、半導体
受光素子１０ｂからの受光信号ａ２は、方形波列演算手
段１２の第１のレベル判定手段１３Ａ、第２のレベル判
定手段１３Ｂ、及び第３のレベル判定手段１３Ｃに入力
され、３つの異なるしきい値Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３で
それぞれ３つの方形波列Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３に変換
される。

【００４７】この方形波列演算手段１２で得られた４つ
の方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、
Ｐ２３は、一致判定手段１４に入力され、これら６つの
方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ
２３の一致した方形波列Ｐを一致判定手段１４で演算す
る。そして、流速算出手段１５では、一致判定手段１４
で得られた方形波列Ｐの隣り合う方形波間の時間間隔を
測定し、２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔で
除して被測定流体６の流速を算出する。

【００４８】このように、この第４の実施例では、第１
の実施例と同様に、赤色半導体レーザ１からのレーザ光
を測定領域５を形成する２つの焦点に集光させることに
より、測定領域５に干渉縞を形成するレーザドップラー
流速計により多くの反射光量が得られる。これにより、
半導体受光素子１０の信号処理に十分なＳ／Ｎ比の電気
信号が得られる。また、赤色半導体レーザ１から半導体
受光素子１０までの光学系を一体にした形態であるの
で、測定に際して光軸の調整が不要となり、小型な装置
とすることができて機動性が増し、測定場所への携帯お
よび測定のための設定が容易となる。

【００４９】また、この半導体受光素子１０ａ、１０ｂ
からの受光信号ａ１、ａ２に基づいて、信号処理部１１
の方形波列演算手段１２により、しきい値Ｌ１１、Ｌ１
２、Ｌ１３及びしきい値Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３で方形
波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３
に変換し、これら６つの方形波列Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１
３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３が一致した方形波列Ｐを最
終の信号とし、時間間隔を測定して２つの焦点間距離を
この時間間隔で割って流速を演算する。したがって、正
確な測定が簡単かつ容易にでき、精度の良い計測が可能
となる。

【００５０】次に、図８は、本発明の第５の実施例を示
す構成図である。図８（ａ）は全体構成図であり、図８
（ｂ）は信号処理部１１のブロック構成図である。この
第５の実施例は、図１に示した第１の実施例の信号処理
部１１の方形波列演算手段１２に代えて記憶手段１８を
設けたものである。その他の全体構成は、図１に示した
第１の実施例と同じであるので、説明は省略する。

【００５１】この第５の実施例においては、図８（ｂ）
に示すように、信号処理部１１の記憶手段１８は２つの
ディジタルメモリ１９ａ、１９ｂを有しており、２つの
半導体受光素子１０ａ、１０ｂの信号出力である受光信
号ａ１、ａ２をそれぞれ記憶する。すなわち、ディジタ
ルメモリ１９ａは半導体受光素子１０ａからの受光信号
ａ１を記憶し、ディジタルメモリ１９ｂは半導体受光素
子１０ｂからの受光信号ａ２を記憶する。

【００５２】そして、一致判定手段１４は、これら２つ
のディジタルメモリに１９ａ、１９ｂ記憶された信号波
形が一致した波形を出力する。流速算出手段１５は、一
致判定手段１４で得られた波形の隣り合う極大値間の時
間間隔を測定し、２つの焦点間距離を当該測定された時
間間隔で除して被測定流体の流速を算出する。

【００５３】このように、この第５の実施例では、この
半導体受光素子１０ａ、１０ｂからの出力信号を信号処
理部１１のディジタルメモリ１９ａ、１９ｂに入れ、デ
ィジタルメモリ１９ａ、１９ｂの波形の一致した部分を
最終の信号とし、時間間隔を測定し２つの焦点間距離を
この時間間隔で割って流速を演算する。

【００５４】この第５の実施例では、第１の実施例と同
様に、赤色半導体レーザ１からのレーザ光を測定領域５
を形成する２つの焦点に集光させるので、測定領域５に
干渉縞を形成するレーザドップラー流速計により多くの
反射光量が得られる。これにより、半導体受光素子１０
の信号処理に十分なＳ／Ｎ比の電気信号が得られる。ま
た、赤色半導体レーザ１から半導体受光素子１０までの
光学系を一体にした形態であるので、測定に際して光軸
の調整が不要となり、小型な装置とすることができて機
動性が増し、測定場所への携帯および測定のための設定
が容易となる。

【００５５】また、この半導体受光素子１０ａ、１０ｂ
からの受光信号ａ１、ａ２を記憶手段１８に記憶し、デ
ィジタルメモリ１９ａ、１９ｂの波形の一致した部分の
信号を使用して流速を演算するので、精度の良い計測が
可能となる。

【００５６】図９は、本発明の第６の実施例を示す構成
図である。図９（ａ）は全体構成図であり、図９（ｂ）
は信号処理部１１のブロック構成図である。この第６の
実施例は、図３に示した第２の実施例の信号処理部１１
の方形波列演算手段１２に代えて記憶手段１８を設けた
ものである。その他の全体構成は、図３に示した第２の
実施例と同じであるので、説明は省略する。

【００５７】この第６の実施例においては、図９（ｂ）
に示すように、信号処理部１１の記憶手段１８は２つの
ディジタルメモリ１９を有しており、半導体受光素子１
０の信号出力を記憶する。一致判定手段１４は、ディジ
タルメモリ１９の上下２分割された２つの信号波形を入
力し、その信号波形が一致した波形を出力する。そし
て、流速算出手段１５は、一致判定手段１４で得られた
波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し、２つの焦
点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体
の流速を算出する。つまり、半導体受光素子１０からの
出力信号を信号処理部１１のディジタルメモリ１９に入
れ、ディジタルメモリ１９を上下２分割し、波形の一致
した部分の信号により演算する。

【００５８】この第６の実施例では、第２の実施例と同
様に、赤色半導体レーザ１からのレーザ光を測定領域５
を形成する２つの焦点に集光させることにより、多くの
反射光量が得られ、半導体受光素子１０の信号処理に十
分なＳ／Ｎ比の電気信号が得られる。また、赤色半導体
レーザ１から半導体受光素子１０までの光学系を一体に
した形態であるので、測定に際して光軸の調整が不要と
なり、小型な装置とすることができて機動性が増し、測
定場所への携帯および測定のための設定が容易となる。

【００５９】また、この半導体受光素子１０からの受光
信号ａ１を記憶手段１８のディジタルメモリ１９に記憶
し、ディジタルメモリ１９の上下２分割された２つの信
号波形が一致した波形に基づいて流速を演算する。した
がって、正確な測定が簡単かつ容易にできる。

【００６０】図１０は、本発明の第７の実施例を示す信
号処理部１１のブロック構成図である。この第７の実施
例は、図８に示した第５の実施例に対し、各々のディジ
タルメモリ１９ａ、１９ｂの上下２分割された２つの信
号波形を用いて、流速を演算するようにしたものであ
る。すなわち、信号処理部１１の記憶手段１８の２つの
ディジタルメモリ１９ａ、１９ｂは、２つの半導体受光
素子１０ａ、１０ｂからの受光信号ａ１、ａ２をそれぞ
れ記憶する。一致判定手段１４は、２つのディジタルメ
モリ１９ａ、１９ｂをそれぞれ上下２分割し、その分割
した４つの信号波形が一致した波形を出力する。そし
て、流速算出手段１５は、一致判定手段１４で得られた
波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し、２つの焦
点間距離を当該測定された時間間隔で除して被測定流体
の流速を算出する。その他の構成は、図８に示した第５
の実施例と同様であるので、説明は省略する。

【００６１】図１１は、本発明の第８の実施例を示す信
号処理部１１のブロック構成図である。この第８の実施
例は、図９に示した第６の実施例に対し、各々のディジ
タルメモリ１９の上下３分割された３つの信号波形を用
いて、流速を演算するようにしたものである。すなわ
ち、信号処理部１１の記憶手段１８のディジタルメモリ
１９は、半導体受光素子１０の受光信号ａ１を記憶す
る。一致判定手段１４は、ディジタルメモリ１９を上下
３分割し、その分割した３つの信号波形が一致した波形
を出力する。そして、流速算出手段１５は、一致判定手
段１４で得られた波形の隣り合う極大値間の時間間隔を
測定し、２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔で
除して被測定流体の流速を算出する。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源として半導体レーザを用い、２つの焦点からの散乱
光を半導体受光素子で受光するように構成したことによ
り、後方散乱方式で流速測定が可能となる。また、半導
体レーザよりのレーザ光を、測定領域を形成する２つの
焦点に集光させることにより、測定領域に干渉縞を形成
するレーザドップラー流速計より多くの反射光量が得ら
れる。これにより、半導体受光素子で、信号処理に十分
なＳ／Ｎ比の電気信号が得られる。また、半導体レーザ
や半導体受光素子を使用できるので、小型装置とするこ
とができて機動性が増加し、測定のための設定も容易と
なる。また、正確な測定が簡単かつ容易にできるほか、
長寿命で保守が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図であり、図１
（ａ）は全体構成図、図１（ｂ）は信号処理部のブロッ
ク構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例の動作特性を示す特性図
である。

【図３】本発明の第２の実施例の構成図であり、図３
（ａ）は全体構成図、図３（ｂ）は信号処理部のブロッ
ク構成図である。

【図４】本発明の第２の実施例の動作特性を示す特性図
である。

【図５】本発明の第３の実施例における信号処理部のブ
ロック構成図である。

【図６】本発明の第３の実施例の動作特性を示す特性図
である。

【図７】本発明の第４の実施例における信号処理部のブ
ロック構成図である。

【図８】本発明の第５の実施例の構成図であり、図８
（ａ）は全体構成図、図８（ｂ）は信号処理部のブロッ
ク構成図である。

【図９】本発明の第６の実施例の構成図であり、図９
（ａ）は全体構成図、図９（ｂ）は信号処理部のブロッ
ク構成図である。

【図１０】本発明の第７の実施例における信号処理部の
ブロック構成図である。

【図１１】本発明の第８の実施例における信号処理部の
ブロック構成図である。

【図１２】従来例の全体構成図である。

【図１３】図１２の測定領域を示す拡大図である。

【図１４】従来の信号処理部のブロック構成図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメータレンズ３ウォラストンプリズム４レンズ５測定領域６被測定流体７微粒子８偏光フィルタ９レンズ１０半導体受光素子１１信号処理部１２方形波列演算手段１３レベル判定手段１４一致判定手段１５流速算出手段１６ビームスプリッタ１７干渉フィルタ１８記憶手段１９メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた２つの
半導体受光素子と、前記２つの半導体受光素子の信号出
力に基づいて前記被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、前記信号処理部は、前記２つの半導体
受光素子の信号出力をそれぞれ２つの異なるしきい値で
それぞれ２つの方形波列に直す方形波列演算手段と、前
記方形波列演算手段で得られた４つの方形波列の一致し
た方形波列を演算する一致判定手段と、前記一致判定手
段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の時間間隔を
測定し前記２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔
で除して前記被測定流体の流速を算出する流速算出手段
とからなることを特徴とするレーザ２焦点流速計。
【請求項２】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザー光
を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレ
ーザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形す
るコリメータレンズと前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた半導体
受光素子と、前記半導体受光素子の信号出力に基づいて
前記被測定流体の流速を演算処理する信号処理部とを備
え、前記信号処理部は、前記半導体受光素子の信号出力
を２つの異なるしきい値で２つの方形波列に直す方形波
列演算手段と、前記方形波列演算手段で得られた２つ方
形波列の一致した方形波列を演算する一致判定手段と、
前記一致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波
間の時間間隔を測定し前記２つの焦点間隔を当該測定さ
れた時間間隔で除して前記被測定流体の流速を算出する
流速算出手段とからなることを特徴とするレーザ２焦点
流速計。
【請求項３】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザー光
を発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレ
ーザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形す
るコリメータレンズと前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた半導体
受光素子と、前記半導体受光素子の信号出力に基づいて
前記被測定流体の流速を演算処理する信号処理部とを備
え、前記信号処理部は、前記半導体受光素子の信号出力
を３つの異なるしきい値で３つの方形波列に直す方形波
列演算手段と、前記方形波列演算手段で得られた３つ方
形波列の一致した方形波列を演算する一致判定手段と、
前記一致判定手段で得られた方形波列の隣り合う方形波
間の時間間隔を測定し前記２つの焦点間隔を当該測定さ
れた時間間隔で除して前記被測定流体の流速を算出する
流速算出手段とからなることを特徴とするレーザ２焦点
流速計。
【請求項４】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた２つの
半導体受光素子と、前記２つの半導体受光素子の信号出
力に基づいて前記被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、前記信号処理部は、前記２つの半導体
受光素子の信号出力をそれぞれ３つの異なるしきい値で
それぞれ３つの方形波列に直す方形波列演算手段と、前
記方形波列演算手段で得られた６つの方形波列の一致し
た方形波列を演算する一致判定手段と、前記一致判定手
段で得られた方形波列の隣り合う方形波間の時間間隔を
測定し前記２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔
で除して前記被測定流体の流速を算出する流速算出手段
とからなることを特徴とするレーザ２焦点流速計。
【請求項５】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた２つの
半導体受光素子と、前記２つの半導体受光素子の信号出
力に基づいて前記被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、前記信号処理部は、前記２つの半導体
受光素子の信号出力をそれぞれ記憶する２つのディジタ
ルメモリと、前記２つのディジタルメモリに記憶された
信号波形が一致した波形を出力する一致判定手段と、前
記一致判定手段で得られた波形の隣り合う極大値間の時
間間隔を測定し前記２つの焦点間距離を当該測定された
時間間隔で除して前記被測定流体の流速を算出する流速
算出手段とからなることを特徴とするレーザ２焦点流速
計。
【請求項６】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた半導体
受光素子と、前記半導体受光素子の信号出力に基づいて
前記被測定流体の流速を演算処理する信号処理部とを備
え、前記信号処理部は、前記半導体受光素子の信号出力
を記憶するディジタルメモリと、前記ディジタルメモリ
を上下２分割しその分割した２つの信号波形が一致した
波形を出力する一致判定手段と、前記一致判定手段で得
られた波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し前記
２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔で除して前
記被測定流体の流速を算出する流速算出手段とからなる
ことを特徴とするレーザ２焦点流速計。
【請求項７】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた２つの
半導体受光素子と、前記２つの半導体受光素子の信号出
力に基づいて前記被測定流体の流速を演算処理する信号
処理部とを備え、前記信号処理部は、前記２つの半導体
受光素子の信号出力をそれぞれ記憶する２つのディジタ
ルメモリと、前記２つのディジタルメモリをそれぞれ上
下２分割しその分割した４つの信号波形が一致した波形
を出力する一致判定手段と、前記一致判定手段で得られ
た波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し前記２つ
の焦点間距離を当該測定された時間間隔で除して前記被
測定流体の流速を算出する流速算出手段とからなること
を特徴とするレーザ２焦点流速計。
【請求項８】レーザー光を用いて被測定流体中の微粒
子の速度を測定し前記微粒子の速度を被測定流体速度と
して出力するレーザ２焦点流速計において、レーザ光を
発生する半導体レーザと、前記半導体レーザからのレー
ザ光の拡がり角を小さくして平行なレーザ光を成形する
コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりのレー
ザ光を２つのレーザ光に分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタからの分割された２つのレーザ光
を被測定流体中の測定領域に２つの焦点に集光させるレ
ンズと、前記測定領域の２つの焦点から前記被測定流体
中の微粒子の散乱光を受光するように設けられた半導体
受光素子と、前記半導体受光素子の信号出力に基づいて
前記被測定流体の流速を演算処理する信号処理部とを備
え、前記信号処理部は、前記半導体受光素子の信号出力
を記憶するディジタルメモリと、前記ディジタルメモリ
を上下３分割しその分割した３つの信号波形が一致した
波形を出力する一致判定手段と、前記一致判定手段で得
られた波形の隣り合う極大値間の時間間隔を測定し前記
２つの焦点間距離を当該測定された時間間隔で除して前
記被測定流体の流速を算出する流速算出手段とからなる
ことを特徴とするレーザ２焦点流速計。