SU1093978A1 - Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока - Google Patents

Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока Download PDF

Info

Publication number
SU1093978A1
SU1093978A1 SU823586279A SU3586279A SU1093978A1 SU 1093978 A1 SU1093978 A1 SU 1093978A1 SU 823586279 A SU823586279 A SU 823586279A SU 3586279 A SU3586279 A SU 3586279A SU 1093978 A1 SU1093978 A1 SU 1093978A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pairs
doppler
beams
channel
meter
Prior art date
Application number
SU823586279A
Other languages
English (en)
Inventor
Бронюс Симович Ринкевичюс
Владимир Иванович Смирнов
Александр Сергеевич Тимофеев
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU823586279A priority Critical patent/SU1093978A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1093978A1 publication Critical patent/SU1093978A1/ru

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГРАДИЕНТА СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащий последовательно установленные и оптически согласованные лазер, блок фрр мировани  двух пар зондирующих пучков, систему попарной фокусировки пучков и систему сканировани  двух пар зондирующих пучков, а также двухканальную фотоприемную систему и измеритель доплеровской частоты, от ли ча ющ и и с   тем, что, с целью повьшени  точности и локальности измерений, в него введен аналоговый перемножитель доплеровских сигналов, входы которого подключены к выходам двухканальной фотоприемной системьг а выход - к измерителю доплеровской частоты, при этом Q. блок формировани  двух пар зондируS кидих пучков выполнен в виде после (Я довательно установленных частотного модул тора, полупрозрачного и отражающего зеркал, двух устройств смещени  пучка и двух устройств поворота плоскости пол ризации на 90 . со 00 со sj 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  мгновенной разности скоростей в двух точках потока дл  последующего определени  градиента скорости потока. Известен одноканальный лазерный доплеровский анемометр со спектраль ным анализом сигнала, примен емый дл  определени  градиента скорости потока по деформации спектра доплеровского сигнала. Принцип его дей стви  состоит в решении обратной задачи восстановлени  профил  скорости в пределах измерительного объема методом текущего интегрировани  кривой спектральной плотности доплеровского сигнала 1 . Недостатком такого устройства  вл етс  низка  точность измерени  дисперсионных характеристик спектра по сравнению с измерением его центральной частоты, так как погрешность существенно повышаетс  при измерении спектральных моментов более высоких пор дков. Известен двухканальный оптический доплеровский анемометр, который может быть применен дл  измерени  градиента скорости, содержащий после довательно установленные и оптически согласованные лазер, блок формировани  двух пар зондирующих пучков, систему попарной фокусировки пучков и систему сканировани  двух пар зондирующих пучков, а также двухканальную фотопрйемную систему и измерител доплеровской частоты. Двухканальна  фотоприемна  систем содержит два фотоприемника, каждый из которых собирает рассе нный свет из одной точки потока. Сигнал, снимаемый с нагрузки каждого из двух фотоприемников, поступает в радиоизмерйтельный тракт, сос то щий из полосовых фильтров, и измеритель доплеровской частоты. Два . демодулированных сигнала,  вл ющихс  аналогами скорости в двух точках потока, поступают в коррел тор или любое вычитающее устройство С 2. Недостатками известного устройств  вл ютс  низкие точность и пространственное размещение измерений при малых градиентах скорости из-за наличи  двух систем детектировани  доплеровского сигнала, кажда  из которых определ ет значение измеренной скорости с погрешностью пор дка 0,1-1%. Таким образом,- измеренна  мгновенна  разность скоростей в двух точках потока при малой величине градиента скорости оказываетс  сравнимой с погрешностью измерений. Цель изобретени  - повьшение точности и локальности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока, содержащий последовательно установленные и оптически согласованные лазер, блок формировани  двух пар зондир тощивк пучков, систему попарной фокусировки пучков и систему сканировани  двух пар зондирующих пучков, а также двухканальную фотоприемную систему и измеритель доплеровской частоты, введен аналоговый перемножитель доплеровских сигналов, входы .которого подключены к вькодам двухканальной фотоприемной системы, а выход - к измерителю доплеровской частоты, при этом блок формировани  двух пар зондирующих пучков выполнен в виде последовательно установленных частотного модул тора, полупрозрачного и отражающего зеркал, двух устройств смещени  пучка и двух устройств поворота плоскости пол ризации на 90°. На фиг. 1 изображена оптическа  схема предложенного устройства-, на фиг. 2 - структурна  схема радиоизмерительного тракта и спектральные диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство содержит лазер 1, блок формировани  двух пар зондирующих пучков, включающий частотный модул тор 2, например акустооптический , полупрозрачное 3 и отражающее 4 зеркала, устройства 5 и 6 смещени  пучка и поворота плоскости пол ризации на 90 (например, зеркально-призменные схемы в сочетании с пластинками ); систему попарной фокусировки пучков в поток и сканировани  одной точки измерени  относительно другой (например, последовательно установленные плоскопараллельную пластину и две полулинзы ) и двухканальную фотоприемную систему 7, содержащую фотоприемники 8 и 9. Радиоизмерительный тракт содержит перемножитель 10 доплеровского сигмала , входы которого подкгпочены к двум выходам фотоприемной системы, и систему 11 измерени  доплеровской частоты (например, след щего типа), подключенную к выходу перемножител . Устройство работает следующим образом. Луч лазера 1 расщепл етс  модул тором 2. Дл  работы выбираютс  два пучка, соответствующие, например, гНулевому и +1 пор дку дифракции, смещенному по частоте относительно нулевого на величину д. Полупрозрачное 3 и отражающее 4 зеркала форм руют четыре пучка, лежащие в одной плоскости, при этом зеркала ориентированы таким образом, что крайние пучки. Которые направл ютс  в систем 6 фокусировки и сканировани  - парал лельны. Каждый из двух внутренних пучков мен ет плоскость своего распространени , а также получает поворот плоскости пол ризации на 90 с помощью устройства 5 или 6. Например смещение пучка может быть произведен с помощью двух призм, расположенных справа (фиг. 1), а поворот плоскости пол ризации осуществлен пластинкой Д/2. I .. Две пары ортогонально пол ризованных пучков с помощью блока 7, в качестве которого может быть использована система сканировани , состо ща  из вращающейс  плоскопараллельной пластины и двух полулинз, направл ютс  в исследуемый поток. Система 7 фокусирует пучки, лежащие попарно в двух плоскост х, в точки А и В потока, причем векторы чувствительности двух каналов К и Kg равны, но направлены в разные сто роны вследствие пространственного разделени  пучков, соответствующих 0-му и +1-МУ пор дкам дифракции. Ориентаци  точек А и В может быть любой, а рассто ние t между ними может быть сделано как угодно малым, так как пучки, относ щиес  к разным каналам измерени , между собой не кнтерферируют. Это приводит,к повьш1ению точности и локальности измерени  градиента скорости, так как рассто ни между центрамиэффективных измерительных объемов (А и В) может быть установлено меньше, чем поперечное сечение пучков в точках их пересечени . Свет, рассе нный из измерительных объемов А и В, собираетс  на фоточувствительной поверхности-фотоприемников 8 и 9 излучени . Сигналы, снимаемые с нагрузки фотоприемников, поступают на входы аналогового перёмножител  10. Спектр сигнала на выходе перемножител  содержит две узкополосные компоненты, соответствующие частотам первичных сигналов Ед К UA; fg Г,-Ки5-(где и, ;, проекции векторов скорости на направление векторов чувствительности К ), а также компоненты, соответствующие их разности и сумме (ид+ир); .f 2 (ид-Ug). Таким образом, доплеровский сигнал , расположенный на частоте f, несет информацию о мгновенной разности скоростей (д- UQ) (t) в двух точках потока. Доплеровский сдвиг частоты f.Q К () относительно удвоенной частоты мод:ул ции 2f измер етс  одной системой детектировани  с погрешностью ди .В результате однократного частотного детектировани  мгновенна  разность скоростей равна ()iuU, т.е. погрешность измерени  в f2 раз меньше, чем в известном устройстве при применении аналогичных систем измерени  доплеровской частоты. Предложенное устройство может быть также использовано в неизменном виде при исследовании пространственной структуры турбулентных потоков дл  пр мого измерени  пространственной структурной функции D(r) | V(x)-V(x+r) турбулентности, где V(x) и V(x+r) - турбулентные, пульсации скорости в точках, расположенных ,на рассто нии г один относительно другого. Дл  этого выходной сигнал предложенного изм|рител  может быть подвергнут люббй радиоизмерительной обработке с целью определени  квадратичных характеристик .

Claims (1)

  1. ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГРАДИЕНТА СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащий последовательно установ- ленные и оптически согласованные лазер, блок формирования двух пар зондирующих пучков, систему попарной фокусировки пучков и систему сканирования двух пар зондирующих пучков, а также двухканальную фотоприемную систему и измеритель доплеровской частоты, от ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и локальности измерений, в него введен аналоговый перемножитель доплеровских сигналов, входы которого подключены к выходам двухканальной фотоприемной системы' а выход - к измерителю доплеровской частоты, при этом блок формирования двух пар зондирующих пучков выполнен в виде последовательно установленных частотного модулятора, полупрозрачного и отражающего зеркал, двух устройств смещения пучка и двух устройств поворота плоскости поляризации на 90°.
    „-SU „„1093978
    I ,1093978
SU823586279A 1982-04-29 1982-04-29 Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока SU1093978A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823586279A SU1093978A1 (ru) 1982-04-29 1982-04-29 Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823586279A SU1093978A1 (ru) 1982-04-29 1982-04-29 Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1093978A1 true SU1093978A1 (ru) 1984-05-23

Family

ID=21061585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823586279A SU1093978A1 (ru) 1982-04-29 1982-04-29 Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1093978A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кащеева Г.А., Соболев B.C. Восстановление профил скорости по энергетическому спектру доплеровского сигнала.- В KH.J Лазерна доплеровска анемометри и ее применение. Новосибирск, 1980, с. 37-41. 2. Morton I.B., Clark W.H., J.Phys Е.: Sci lustrum, 1971, 4, p. 36-44 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2504544B2 (ja) 多次元レ―ザドップラ速度計
US3830568A (en) Multiple detection volume laser doppler velocimeter
US4451147A (en) Refractometer
US3860342A (en) Dual-wavelength scanning doppler velocimeter
US4537503A (en) Multiple measuring control volume laser doppler anemometer
US6462539B2 (en) Magnetic sensor with faraday element
JPH0823588B2 (ja) 基準位置から動いている再帰反射ターゲットの変位を測定する装置
EP0635705A2 (en) Angular michelson interferometer and optical wavemeter based on a rotating periscope
CN1189725C (zh) 激光振动检测方法及其实施装置
US5526109A (en) Multi-velocity component LDV
US4263002A (en) Differential doppler technique for on-axis backscatter measurements
SU1093978A1 (ru) Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока
US4099878A (en) Remote probing apparatus and method
CN114966730A (zh) 一种基于双入射角混频的激光多普勒测速方法及系统
JPS63122906A (ja) 膜厚測定装置
SU1091076A1 (ru) Оптический доплеровский измеритель напр жений Рейнольдса в потоке жидкости или газа
SU882322A1 (ru) Лазерный доплеровский микроскоп
RU2707957C1 (ru) Лазерный доплеровский измеритель скорости
RU2069839C1 (ru) Устройство для определения поперечных смещений
SU1397732A1 (ru) Устройство дл измерени тонких стенок стекл нных труб
SU1076739A1 (ru) Преобразователь линейного перемещени
SU939934A2 (ru) Устройство дл измерени вибраций
SU600499A1 (ru) Теневое автоколлимационное устройство
SU1099284A1 (ru) Лазерный доплеровский измеритель скорости
SU1113747A1 (ru) Оптический доплеровский измеритель двухточечных коррел ций скорости турбулентного потока