SU1112895A1 - Оптический анемометр - Google Patents

Abstract

ОПТИЧЕСКИЙ АНШОКЕТР, содержащий последовательно установленные и оптически согласованные источник излучени , фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник, подключенный выходом через усилительограничитель к электронному блоку обработки информации, соединенному выходом с регистратором, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений скорости за счет увеличени  соотношени  сигнал/шум и упрощени  обработки результатов измерений, источник излучени  выполнен в виде многолучевого лазера с внутрирезонаторной модул цией, а электронный блок обработки информации - в виде измерител  временных интервалов. (Л ю 00 ф ел

Description

1

Изобретение относитс  к области техники измерений и может быть использовано при измерении скоросТ.ей различных потоков, в частности газовых .

Известен лазерный анемометр с использованием зондирующих пучков с многими лучами, содержащий лазер, многолучевой расщепитель пучка лазера, модул тор, оптическую фокусирующую передающую систему, оптическую приемную систему, фотоприемник ij.

Недостатками известного лазерного анемометра  вл ютс  необходимост точного исполнени  многолучевого, расщепител  при большом числе N лучей с обеспечением их одинаковых параметров; необходимость N числа сложных модул торов и необходимость дополнительной юстировки каадого из полученных N лучей дл  образовани  заданной пространственной области пересечени  этих лучей. Поэтому на практике более распространены лазерные анемометры такого типа при числа лучей N 2.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  более простой анемометр с использованием решёток с узкими щел ми .2j.

Он содержит последовательно установленные и оптически согласованные источникизлучени , фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник , подключенный выходом через усилитель-ограничитель к электронному блоку обработки информации, соединенному выходом с регистратором .

В качестве электронного блока обработки информации в прототипе используетс  коррел тор, в качестве источника излучени  - однолучевой лазер и решетку с N узких щелей.

I .

Недостатка прототипа  вл ютс 

большие потери полезного лазерного излучени  за счет использовани  щелевых решеток, пропускающих только небольшую часть излучени . Это снижает точность измерений за счет уменьшени  чувствительности и ухудшени  отношени  сигнал/шум. Поэтому здесь н прш енеиа коррел ционна  обработка, котора  сложна и дает результат при больших усреднени х по массивам измерений.

2895 . 2

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет увеличени  отношени  сигнал/шум, а также упрощение обработки результатов 5 измерений.

Цель достигаетс  тем, что в известном оптическом анемометре, содержащем последовательно установленные и оптически согласованные ис0 точник излучени ,фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник, подключенный выходом через усилитель-ограничитель к электронному блоку обра5 ботки информации, соединенному выходом с регистратором, источник излучени  выполнен в виде многолучевого лазера с внутрирезонаторной модул цией , а электронный блок обра0 ботки информации - в виде измерител  временных интервалов.

Блок-схема указанного анемометра представлена на чертеже.

Оптический анемометр содержит

5 последовательно установленные и , оптически согласованные многолучевой источник излучени , вьтолненньй в виде многолучевого лазера 1 с внутрирезонаторной модул цией,

0 фокусирующей линзы 2, линзы 3,

передающей линзы 4, приемной линзы 5 и фотоприемника 6, подключенного выходом через усилитель-ограничитель 7 на электронньй блок обработки информации, вьтолненньй в виде измерител  8 временных интервалов , подключенного к регистратору 9. Эл 1енты 2-4 образуют передающую оптическую систему, приемна  линц за 5 - приемную оптическую систему.

Анемометр работает следующим образом.

Многолучевое излучение в анемометре образуетс  за счет применени  многолучевого лазера 1 с внутрирезонаторной модул цией, излучение которого затем фокусируетс  линзой 2 и поступает на линзу 3, формирующую параллельный пучок числа лазерных лучей, которые поступают на выходную передающую линзу 4, формирующую измерительный объем в области пересечени  числа сфокусированных лазерных лучей.

Полезный сигнал, аналогично прототипу , собираетс  приемной линзой 5 и подаетс  на фотоприемник 6. За счет полного использовани  лазерного излучени , получаемого с указанным расщепителем с многолучевым лазером при внутрирезонаторной модул ции излучени , обеспечиваетс  повьшение точности измерений из-за увеличени  чувствительности и улучшени  отношени  сигнал/шум. Это позвол ет применить -более простую по сравнению с коррел ционной обработку сигнала путем использовани  пр мых измерений временных интервалов. Сигнал с фотоприемника 6 подаетс  на усилитель-ограничитель 7 и поступает на измеритель временных

11128954

тервалов 8, выходы которого св заны с регистратором 9. Поскольку в измерительном объеме анемометра формируютс  резкие максимумы «вета, J задающие базу измерени , соотношение сигнал/шум будет высоким, что позвол ет повысить точность измере : НИИ, а также упростить аппаратурную реализацию электронного блока to 8,  вл ющегос  наиболее сложным элементом анемометра, за счет применени  измерител  ареме юпс интервалов , т.е. место коррел ционного применить более Простой врем  н-15 пролетный анализ.

Claims (1)

1. ОПТИЧЕСКИЙ АНЕМОМЕТР, содержащий последовательно установленные и оптически согласованные источник излучения, фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник, подключенный выходом через усилительограничитель к электронному блоку обработки информации, соединенному выходом с регистратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений скорости за счет увеличения соотношения сигнал/шум и упрощения обработки результатов измерений, источник излучения выполнен в виде многолучевого лазера с внутрирезонаторной модуляцией, а электронный блок обработки информации - в виде измерителя временных интервалов.