RU9305U1 - Устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей - Google Patents

Abstract

Устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей, содержащее последовательно установленные на общей оптической оси источник когерентного излучения, светоделитель пучка электромагнитного излучения, контролируемый образец, а также светоотражающее зеркало и приемник сигналов когерентного излучения, связанный с каналом считывания обработанных сигналов, отличающееся тем, что оно снабжено связанным с источником когерентного излучения модулятором и подключенными к каналу считывания обработанных сигналов дополнительными приемниками сигналов когерентного излучения и блоком управления, связанным с блоком ориентации пространственного положения каждого приемника сигналов когерентного излучения, подключенному к соответствующим приемникам сигналов когерентного излучения, причем модулятор когерентного излучения подключен к блоку ориентации и к блоку управления, а канал считывания обработанных сигналов выполнен в виде многоканального модульного микропроцессора.

Description

Устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей.

Полезная модель относится к технической физике, в частности, к устройствам для обработки информации и может быть использована в биотехнологии для автоматизации управления технологическими процессами микробиологических и биохимических производств, а гакже конгроля сосюмния жидких сред, содержащих примеси.

Известно устройство для определения компонент тензора плоских фазовых объектов, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси оптический квантовый генератор (ОКГ), светоделитель, расщеп.11яющий световой пучок OKI на предметный и опорный пучки, а также последовательно расположенные по оптической оси тракта предметного пучка расширительная линза, диффузор, плоский фазовый объект, линза преобразования Фурье и пространственный фильтр, при этом в оптическом тракте опорного пучка последовательно расположены отклоняющее зеркало и коллиматор (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 567946. кл. G 03 Н 1 / 16, 1975).

Однако такое устройство имеет достаточно ограниченную область использования ввиду того, что позволяет анализировать лищь двумерные объекты.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей, содержащее последовательно установленные на общей оптической оси источник когерентного излучения, светоделитель пучка электромагнитного излучения, контролируемый образец, а также светоотражающее зеркало и приемник сигналов когерентного излучения, связанный с каналом считывания обработанных сигналов,(см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1729229, кл. G 03 Н 1/16, 1984).

GUI Н 1 / 14

Однако данное устройство не позволяет проводить контроль динамики переходных процессов в жидких многокомпонентных средах в реальный момент времени.

Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата, который выражается в повышении эффективности устройства за счет обеспечения возможности контроля информации о быстропротекающих процессах в трехмерных средах в реальном времени.

Новизна предложенного устройства усматривается в том, что оно снабжено связанным с источником когерентного излучения модулятором и подключенными к каналу считывания обработанных сигналов дополнительными приемниками сигналов когерентного излучения и блоком управления, связанным с блоком ориентации пространственного положения каждого приемника сигналов когерентного излучения, подключенному к соответствующим приемникам сигналов когерентного излучения, причем модулятор когерентного излучения подключен к блоку ориентации и к блоку управления, а канал считывания обработанных сигналов выполнен в виде многоканального модульного микропроцессора.

Сравнение заявленного технического рещения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна, так как оно не известно из уровня техники. Предложенное устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано существующими техническими средствами.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели. Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

На фиг.1 представлена блок-схема предложенного устройства, на фиг.2 - осциллограммы пространственно-временной динамики когерентных оптических полей. на фиг.З - изображение пространственно-временного распределения когерентныых

оптических полей в момент времени Ткна фиг.4 - то же. в момент времени ii.

Устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей содержит два контура обработки информации: оптический и электрический.

В оптический контур обработки информации входят образующие оптическую систему источник 1 когерентного излучения в виде оптического квантового генератора, модулятор 2 когерентного излучения, формирующий импульсные пространственные фильтры, светоделительное зеркало 3 пучка электромагнитного излучения, которое разделяется на предметный и опорный пучки, а также светоотражающее зеркало 4, По оптической оси тракта предметного пучка последовательно расположены контролируемый образец 5, приемник 6 сигналов когерентного излучения, а также дополнительные приемники 7 и 8 сигналов когерентного излучения, связанные с каналом 9 считывания обработанных сигналов.

Устройство снабжено подключенными к приемникам 6, 7 и 8 сигналов когерентного излучения блоком К) ориентации пространственного положения каждого приемника сигналов когерентного излучения, и блоком 11 управления, связанным с блоком К) ориентации, причем модулятор 2 когерентного излучения подключен к блоку 10 ориентации и к блоку 11 управления, а канал 9 считывания обработанных сигналов выполнен в виде многоканального модульного микропроцессора.

В электрический контур обработки информации входят модулятор 2 когерентного излучения, а также приемники 6, 7 и 8 сигналов когерентного излучения, блок К) ориентации, блок 11 управления и канал 9 считывания обработанных сигналов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Исследуемый фазовый контролируемый образец 5 помещается перед источником 1 когерентного излучения, импульсы которого зондируют фазовые структуры и которое посредством светоделительного зеркала 3 разделяется на предметный и

3 опорный пучки. Опорный пучок через отражающее зеркало 4 также направляется на

контролируемый образец 5. Непрерывное когерентное излучение дифрагирует на динамических пространственных структурах и складывается с сигналами опорного когерентного пучка, осуществляя преобразование дифрагированного на пространственных динамических структурах оптического когерентного излучения в электрический сигнал, который подается далее в приемники 6, 7 и 8 сигналов когерентного излучения, связанные с каналом 9 считывания обработанных сигналов, попадая в многоканальную систему сбора и обработки информации многоканального модульного микропроцессора, которая осуществляет дискретный анализ состояния когерентных оптических полей в реальный момент времени, позволяет записывать многоканальную информацию и осуществлять пространственную и временную корреляцию изменений интенсивности излучения.в заданные моменты времени, например, ii и Ii. как это представлено на фиг. 3 и фиг.4.

Оптическое когерентное излучение, рассеянное на исследуемых структурах в результате многократной дифракции на фазовых неоднородностях и интерференции перераспределяется в пространстве, что приводит к модуляции амплитуды оптического излучения. В заданный момент времени значение интенсивности когерентного излучения в различных точках пространства, окружающего контролируемый образец, изменяется в соответствии с динамикой исследуемых структур.

Перераспределение потоков обрабатываемой информации между оптическим и электрическим контурами обработки информации позволит повысить чувствительность и быстродействие устройства.

Применение предложенноего устройства позволяет непосредственно осуществлять прямое измерение корреляционных функций, которые содержат информацию об изменениях и динамике фазовой структуры трехмерных сред в реальном времени и. в частности, по ним судить о концентрации искомых примесей, которые достаточно трудно обнаружить классическим спектральным методом.

4

Claims (1)

1. Устройство бесконтактного контроля состояния когерентных оптических полей, содержащее последовательно установленные на общей оптической оси источник когерентного излучения, светоделитель пучка электромагнитного излучения, контролируемый образец, а также светоотражающее зеркало и приемник сигналов когерентного излучения, связанный с каналом считывания обработанных сигналов, отличающееся тем, что оно снабжено связанным с источником когерентного излучения модулятором и подключенными к каналу считывания обработанных сигналов дополнительными приемниками сигналов когерентного излучения и блоком управления, связанным с блоком ориентации пространственного положения каждого приемника сигналов когерентного излучения, подключенному к соответствующим приемникам сигналов когерентного излучения, причем модулятор когерентного излучения подключен к блоку ориентации и к блоку управления, а канал считывания обработанных сигналов выполнен в виде многоканального модульного микропроцессора.