RU726985C - Оптический измеритель скорости потока - Google Patents

Description

пендикулррным лини м, Выхолы фотоумножителей полключены на входы блоков уплотнени , выходы которых подключены к системе магнитной записи дл  ввода в ЭВМ, Устройство сложно конструктивно и предлагает большой объем обработки данных на ЭВМ,

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, которое содержит установленные на концах измерительной трассы источник излучени  и два одинаковых приемника излучени  , входные апертуры которых разнесены в плоскости, перпендикул рной направлению распространени  излучени , два усилител , к входам которых подключены выходы соответствующих приемников, систему магнитной записи , подключенную к выходам усилителей , и электронно-вычислительную машину дл  вычислени  скорости ветра на основе когерентного анализа флуктуации интенсивности излучени  из объема данных с выхода системы магнитной записи, включенной на вход ЭВПс

Однако когерентный анализ двух сигналов дл  расчета взаимного спектра предполагает использование большой стационарной ЭВМ, а поэтому дл  сбора информации в пункте измерени , хранени  и последующего ввода в ЭВМ дл  обработки необходима система магнитной записи, что задерживает выдачу результатов измерений, а само устройство представл ет собой сложный комплекс аппаратурыс

11елью изобретени   вл етс  упрощение устройства и повышение точности измерени  с

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный измеритель введены два узкополосных электрических фильтра , фазометр и усредн юща  цепочка, примем электрические фильтры подсоединены к выходам приемников излучени , первый и второй входы фазометра соединены с выходами соответствующих электрический фильтров, а усредн юща  цепочка включена на выход фазометра с При этом на одном из концов измерительной трассы установлен отражатель, а источник излучени  выполнен с диаметром излучающей апертуры d, определ емым соотношением

л П

-Vzlfff

где L - оптическа  длина пути излучени ;

- длина волны источника излучени ,

и установлен совместно с приемниками на противоположном конце измерительной трассы, а входные апертуры приемников удалены от оптической оси источника излучени  не больше размера одной зоны Френел  о

На чертеже показана структурна  схема измерител  о

На одном конце оптической измерительной трассы длиной L/2 расположен блок аппаратуры, включающий источник 1, например полупроводниковый лазер, с широкой диаграммой направленности и диаметром d излучающей апертуры, выбранным из услови 

два приемника излучени  2 и 3 с апертурными диафрагмами f и 5, располо-. женными В плоскости, перпендикул рной к оптической оси источника -1, симметрично его излучающей апертуры с разносом между диафрагмами и 5 на рассто ние р , которое выбрано из соотношени 

Г) 2 Ь,

I

где Ъ 47,7 - размер первой зоны Френел  , а само соотношение определ ет зону усилени  флуктуации интенсивности отраженного сигнала Два одинаковых узкополосных фильтра 6 и 7, настроенных на частоту f, подключены к выходам соответствующих приемников 2 и 3., Входы фазометра 8 соединены с выходами фильтров 6 и 7, а усредн юща  цепь 9 включена на выход фазометра „ На другом конце трассь на пути распространени  излучени  источника 1 установлен отражатель 10, например плоское зеркало, дл  отражени  излучени  на приемники 2 и Зо Лл  смены диапазона измерени  скорости фильтры 6 и 7 выполнены с переключаемой частотой настройки, например от 8 до 200 Гц„

Измеритель работает следуюиим образомс

Расход щеес  излучение источника 1 проходит в направлении к зеркалу 10 и обратно путь длиной Т, в турбулентной атмосфере о Излучение проходит входные апертурные диафрагмы и 5 и преобразуетс  приемниками 2 и 3 в электрические сигналы, пропорциональные флуктуирующим интенсивност м излучени  в точках приема, ограниченных диафрагмами и 5 Узкополосные фильтры выдел ют спектральные составл юи|ие на частоте f этих сигналов, а фазометр 8 измер ет разность фаз cf между этими составл щимИо С выхода же усредн ющей цепи 9 снимаетс  сигнал р усредненной по времени разности фаз с посто269Р5б

 нной времени 0,5-10 с, который обратно пропорционален искомому параметру cV р - усредненной по врес мени и по пространству вдоль оптической трассы проекции скорости ветра на направление рассто ни  разноса р мeждv входными апертурами ) 1

27pf

1

где К - коэффиCVp К

10 циент, принймаюи1ий значение К 1 дл  квазиплоской волны и К 2 дл  квазисферическойо