SU1280549A1 - Устройство дл измерени вектора локальной скорости потока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исслйдованию потока жидких и газообразных сред и позвол ет снизить погрешность измерений от воздействи  окружающей средыi Излучение лазера I делитс  йкустсоптнческим модул тором в В1ще. :-, i Ни опорный и измерительный лучи. Измерительный луч на выходе вс.токонппго световода 9 раздел ют с КОМОЕ;.;О 10 к делител  / ггространственно на два луча с неравными интенсивност ми. Направл ют отражател ми 11, 12 лучи в исследуемзпо точку 15 потока по различным траектори м, два отраженных от этой точки луча направл ют с помощью отражателей П, 12, делител  7 и линзы 10 в тот же волоконный световод 9, С помощью делител  6 часть энергии луча поступает BI фотоприемник 14, друга  часть энергии через делители 5, 4 - в фотоприемник 13, куда также направл етс  опорный луч. Сигнал фотоприемника 13 содержит три частоты, одна из которых  вл етс  результатом интерференции рассе нных лучей, а две других 9 с разными амплитудами интерференции (Л каждого рассе нного луча с опорным сигналом с первой частотой совпадают с сигналом фотоприемника 14, Различные модул ционные шумы на выходах фотоприемников 13 и 14, обусловленные внешними воздействи ми на светоьо вод и полностью совпадающие по спек00 тральному составу, с помощью известо ных методов могут быть отфильтровань н не измен ют амплитуду полезного СП сигнала, 1 ил. 4: QD

Description

Изобретение относитс  к исследованию скоростей потока жидких и газообразных сред и может примен тьс  в аэро- и гидродинамике, технологических процессах и дл  медико-биологичес ких исследований

Цель изобретени  - снижение nor грешностей от воздействи  окружающей среды.

На чертеже приведена схема измерительного устройства.

Устройство измерени  вектора локальной скорости потока включает в себ  лазер 1, акустооптический генератор в виде акустооптической  чей- ки 2, управл ющий вход которой соединен с генератором 3, светоделители А - 7 луча, входную линзу 8, волоконный световод 9, выходную линзу 10, отражатели 11 и 12, фотоприемник 13 и 14, выходы которых соединены с измерителем доплеровских частот (не показаны).

Устройство работает следующим образом .

Излучение лазера 1 с помощью акустооптической  чейки 2, управл емой генератором 3, делитс  на опорный и измерительный лучи. Измерительный луч, пройд  светоделители 5 и 6, направл етс  линзой 8 в волоконный световод 9, на выходе которого проходит линзу 10 и расщепл етс  пространственно светоделителем 7 на два луча с неравными интенсивност ми 1 и 1 (например 1 1 ), которые направл ютс  отражател ми 11 и 12 соответственно в исследуемую точку потока (измерительный объем) 15, причем оптические пути лучей от линзы 10 до точки 15 равны фокусному рассто нию линзы 10, Рассе нные лучи назад с

i; ; и I направл ютс  отражател ми

различными интенсивност ми i.

(i; i; )

11 и 12 соответственно делителем 7 и линзой 10 в волоконный световод 9, проход т линзу 8 и с помощью делителей 6, 5 и 4 часть их энергии поступает на фотоприемники 13,14, причем а фотоприемник 13 направл етс  также опорный луч, В фотоприемнике 14 формируетс  электрический сигнал с частотой , равной разности доплеровских смещений двух рассе нных лучей (f - fg), который попадает в блок регист10

с-5

2805А92

рации. Сигнал фотоприемника 13 содержит три частоты, одна из которых  вл етс  результатом интерференции рассе нных лучей (f,-f)i а две других - интерференции каждого рассе нного луча с опорным (d-f ) и (л-Г,), где 4 - разность частот между опорным И сигнальными лучами, равна  частоте генератора 3. При этом амплитуда сигнала (Л-f,) больше амплитуды

f5

20

25

30

35

40

45

50

55

сигнала (d-f ), так как I , Т сигнал с частотой (f, -f) совпадает с сигналом фотоприемника 14, а различные модул ционные щумы на выходах фотоприемников 13 и 14, обусловленные внешними воздействи ми на световод, полностью совпадают по спектральному составу и поэтому с помощью извест- -ных методо,в могут быть отфильтрованы .

Таким образом, устройство позвол ет отделить нужные частоты от спектра модул ционных шумов, вьщ1ает. точность и достоверность измерений .

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к исследова нию скоростей потока жидких и газообразных сред и может примен тьс  в аэро- и гидродинамике, технологических процессах и дл  медико-биологиче ких исследований Цель изобретени  - снижение nor грешностей от воздействи  окружающей среды. На чертеже приведена схема измерительного устройства. Устройство измерени  вектора локальной скорости потока включает в себ  лазер 1, акустооптический генератор в виде акустооптической  чейки 2, управл ющий вход которой соеди нен с генератором 3, светоделители А - 7 луча, входную линзу 8, волокон ный световод 9, выходную линзу 10, отражатели 11 и 12, фотоприемник 13 и 14, выходы которых соединены с измерителем доплеровских частот (не показаны). Устройство работает следующим образом . Излучение лазера 1 с помощью акустооптической  чейки 2, управл емой генератором 3, делитс  на опорный и измерительный лучи. Измерительный луч, пройд  светоделители 5 и 6, направл етс  линзой 8 в волоконный све товод 9, на выходе которого проходит линзу 10 и расщепл етс  пространственно светоделителем 7 на два луча с неравными интенсивност ми 1 и 1 (например 1 1 ), которые направл ютс  отражател ми 11 и 12 соответственно в исследуемую точку потока (измерительный объем) 15, причем оптические пути лучей от линзы 10 до точки 15 равны фокусному рассто нию линзы 10, Рассе нные лучи назад с i; ; и I различными интенсивност ми i. (i; i; ) направл ютс  отражател ми 11 и 12 соответственно делителем 7 и линзой 10 в волоконный световод 9, проход т линзу 8 и с помощью делителей 6, 5 и 4 часть их энергии поступает на фотоприемники 13,14, причем а фотоприемник 13 направл етс  также опорный луч, В фотоприемнике 14 формируетс  электрический сигнал с частотой , равной разности доплеровских смещений двух рассе нных лучей (f fg ), который попадает в блок регист1 92 рации. Сигнал фотоприемника 13 содержит три частоты, одна из которых  вл етс  результатом интерференции рассе нных лучей (f,-f)i а две других - интерференции каждого рассе нного луча с опорным (d-f ) и (л-Г,), где 4 - разность частот между опорным И сигнальными лучами, равна  частоте генератора 3. При этом амплитуда сигнала (Л-f,) больше амплитуды сигнала (d-f ), так как I, Т сигнал с частотой (f, -f) совпадает с сигналом фотоприемника 14, а различные модул ционные щумы на выходах фотоприемников 13 и 14, обусловленные внешними воздействи ми на световод, полностью совпадают по спектральному составу и поэтому с помощью извест-ных методо,в могут быть отфильтрованы . Таким образом, устройство позвол ет отделить нужные частоты от спектра модул ционных шумов, что повьщ1ает . точность и достоверность измерений . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  вектора локальной скорости потока, содержащее последовательно установленные и оптически согласованные лазер, первый и второй светоделители, входную лин|зу , волоконный световод, выходную линзу и два фотоприемника, оптически согласованные с первым и вторым светоделител ми и подключенные к измерителю доплеровских частот, отличающеес  тем, что, с цепью снижени  погрешностей от воздействи  окружающей среды на волоконный световод, в него введены оптико-акустический модул тор, третий и четвертый светоделители и два отражател  , при этом оптико- акустический модул тор установлен за лазером, третий светоделитель установлен на пути дифрагированного пучка за опти;ко-акустическим модул тором и оптически согласован с вторым светоделителем и первым фотоприемником, четвертый светоделитель оптически согласован через два отражател  с измерительным объемом и вьтолнен с неравными коэффициентами пропускани  и отражени .