SU1046683A1

SU1046683A1 - Diffusing object rotation parameter determination method

Info

Publication number: SU1046683A1
Application number: SU813294769A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Георгиевич Боровой; Александр Варфоломеевич Ивонин; Николай Иванович Вагин; Сергей Николаевич Волков
Original assignee: Институт Оптики Атмосферы Томского Филиала Со Ан Ссср
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1983-10-07

Description

. /. /

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угловой скорости движени диффузно рассеивающих объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the angular velocity of movement of diffusely scattering objects.

Известен способ аналогичного назначени , согласно которому исследуемый объект зондируетс лазерном пучком и регистрируетс скорость и направление движени п тнистой струтуры в плоскости изображени объекта Е1 J.A known method of similar purpose, according to which the object under study is probed by a laser beam and the speed and direction of movement of the spotty structure in the image plane of object E1 J are recorded.

Недостатком известного способа вл етс сложность интерпретации получаемого сигнала при определении параметров вращательного движени диффузно рассеивающих объектов.A disadvantage of the known method is the difficulty of interpreting the received signal in determining the parameters of the rotational motion of diffusely scattering objects.

Известен также способ определени параметров вращательного дни- , жени диффузно рассеивающих объекто путем облучени вращающегос объекта лазерным пучком света и фотоэлектрической регистрации рассе нного света во фраунгоферовой области дифракции лазерного-пучка света L21. .There is also known a method for determining the parameters of the rotational day, diffusely scattering an object by irradiating a rotating object with a laser light beam and photoelectric recording of the scattered light in the Fraunhofer region of the diffraction of a laser light beam L21. .

Недостатком прототипа вл етс невозможность определени с его помощью рассто ни от объекта до центра его вращени , позвол ющего оределить линейную скорость перемещени объекта.The disadvantage of the prototype is the impossibility of determining with its help the distance from the object to the center of its rotation, which makes it possible to determine the linear velocity of the object.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей способа за счет измерени рассто ни от объекта до центра его вращени .The purpose of the invention is to expand the functionality of the method by measuring the distance from the object to its center of rotation.

Поставленна цель достигаетсй тем, что в способе определени параметров вращательного движени диффузно рассеив.ающих объектов путем облучени вращающегос объекта лазерным пучком света и фотоэлектрической регистрации рассе нного света во фраунгоферовой области дифракции лазерного пучка света, фотоэлектрическую регистрацию рассе нного света во фраунгоферовой области дифракции лазерного пучка света провод т в двух област х, расположенных по окружности известного радиуса с центром на оси лазерного пучка затем монотонно измен ют рассто ние между этими област ми и определ ют автокоррел ционную функцию двух полченных сигналов, по которой суд т об угловой скорости вращени объекта и рассто нии до центра его вра1щени .The goal is achieved in that in the method of determining rotational motion parameters of diffusely scattering objects by irradiating a rotating object with a laser light beam and photoelectric detection of scattered light in the Fraunhofer diffraction region of the laser light beam, Photoelectric detection of scattered light in the Fraunhofer diffraction region of the laser light beam carried out in two areas located around a circle of known radius with a center on the axis of the laser beam, then monotonously measuring by the distance between the regions E and determining the autocorrelation function of the two signals polchennyh on which is judged on the angular velocity of rotation of the object and the distance to the center vra1scheni.

На фиг. 1 приведена схема уст-, ройства дл реализации способа J на фиг. 2 - временна диаграмма, по сн юща работу устройства.FIG. 1 is a schematic diagram of a device for implementing method J in FIG. 2 is a time chart illustrating the operation of the device.

Устройство содержит лазер 1, коллимиг: ующую систему 2, диафрагму 3, вращающийс объект 4 с отверсти ми диаметром пор дка 1 мм такой плотности , чтобы среднее число отверстий в .освещенной области было пор дка 30. Устройство содержит также линзу 5, в фокальной плоскости которой устанавливают диафрагму 6 с двум oтвepcти iи (не обозначены) размерами пор дка 0,1 мм таким образом , чтобы отверсти располагались по окружности с центром в фокусе линзы. Фотоприемник 7, установленный за отверсти ми диафрагмы 6, подключен к автокоррел тору 8, соединенному с регистратором 9.The device contains a laser 1, collimig: moving system 2, aperture 3, a rotating object 4 with holes with a diameter of about 1 mm so dense that the average number of holes in the illuminated area is about 30. The device also contains a lens 5 in the focal plane which set the diaphragm 6 with two openings i and (not indicated) sizes of the order of 0.1 mm so that the holes are located around a circle centered at the focus of the lens. The photodetector 7, mounted behind the apertures of the diaphragm 6, is connected to the autocorrelator to the torus 8 connected to the recorder 9.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Пучок лазера расшир ют коллимирущей системой 2, из него диафрагмой 3 вьщел ют участок с равной освещенностью . Во фраунгоферовой плоскости дифракции лазерного пучка (в плоскости диафрагмы 6) оптический сигнал от обоих отверстий принимают приемником 7. Суммарный сигнал от обоих отверстий преобразуют в электрический, и автокоррел тор 8 строит автокоррел ционную функцию сигнала, нормированную на его дисперсию . Варьиру рассто ни между отверсти ми, на диафрагме получают оптимальный вид автокоррел ционной фракции с рко выраженным вторым максимумом К - (.-(:)The laser beam is expanded with a collimating system 2, from which a diaphragm 3 is extracted with an area with equal illumination. In the Fraunhofer diffraction plane of the laser beam (in the plane of aperture 6), the optical signal from both holes is received by the receiver 7. The total signal from both holes is converted into an electrical one, and the autocorrelator 8 builds the autocorrelation function of the signal normalized to its dispersion. By varying the distance between the holes, on the diaphragm an optimal view of the autocorrelation fraction is obtained with a clearly pronounced second maximum K - (. ((:)

По известному рассто нию между отверсти ми и известному радиусу окружности, на которой располагаютс отверсти , из величины сдвига второго максимума относительно нул определ ют угловую скорость вращни п тнистой картииы, а следовательно , и угловую скорость исследуемого объекта, величины второго максимума определ ют рассто ние от центра вращени тела до центра зондируемой области. Наблюдаетс хорошее согласование экспериментально измеренной временной коррел ционной функции с теоретическими расчетами (,фиг, 2, где точками нанесены экспериментальные значени .From the known distance between the holes and the known radius of the circle on which the holes are located, the angular velocity of the rotating carpentine cartilage and, consequently, the angular velocity of the object under study, are determined from the magnitude of the shift of the second maximum relative to zero, the distance from center of rotation of the body to the center of the probed area. A good agreement is observed between the experimentally measured time correlation function and theoretical calculations (, FIG. 2, where experimental values are plotted with dots.

0.20.2

0,S 7,2 / t Ocetf 0, S 7.2 / t Ocetf

Фиг. гFIG. g