SU1341554A1 - Method of location measurement of transparent media optical parameters - Google Patents

Method of location measurement of transparent media optical parameters Download PDF

Info

Publication number
SU1341554A1
SU1341554A1 SU864022440A SU4022440A SU1341554A1 SU 1341554 A1 SU1341554 A1 SU 1341554A1 SU 864022440 A SU864022440 A SU 864022440A SU 4022440 A SU4022440 A SU 4022440A SU 1341554 A1 SU1341554 A1 SU 1341554A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiation
medium
optical parameters
received
modulation frequency
Prior art date
Application number
SU864022440A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Витальевич Белинский
Original Assignee
А.В. Белинский
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 А.В. Белинский filed Critical А.В. Белинский
Priority to SU864022440A priority Critical patent/SU1341554A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1341554A1 publication Critical patent/SU1341554A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к исследо- вани м материалов и веществ оптическими методами и может быть использовано дл  дистанционного измерени  оптических параметров прозрачных сред, например показателей рассе ни  и ослаблени  излучаемой средой.The invention relates to the investigation of materials and substances by optical methods and can be used to remotely measure the optical parameters of transparent media, such as scattering and attenuation parameters of a radiated medium.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа измерени  оптических па- раметров сред и повышение его по- мехо 3 аиц-1ще нно сти.The aim of the invention is to simplify the method of measuring optical parameters of media and increasing its interference.

На чертеже приведена функциональна , схема аппаратурной реализации предлагаемого способа.The drawing shows a functional diagram of the hardware implementation of the proposed method.

Устройство содержит источник 1 непрерывного излучени , модул тор 2, объектив 3, полупрозрачную пластину 4, диафрагму с малым отверстием 5, . установленную в фокальную плоскость объектива 6, который формирует изображение границы 7 раздела воздух - исследуема  среда 8 через объектив 9 на приемник IО излучени , измеритель 1 разности фаз, вычислительное устройство 12, измеритель 3 амплитуды испускаемого излучени , устройство 14 ввода плавных изменений частоты модул ции.The device contains a source of continuous radiation 1, a modulator 2, a lens 3, a translucent plate 4, a diaphragm with a small aperture 5,. mounted in the focal plane of the lens 6, which forms the image of the air interface 7 — the medium 8 is investigated through the lens 9 to the receiver IO radiation, meter 1 phase difference, computing device 12, meter 3 amplitudes of the emitted radiation, input device 14 of smooth changes in modulation frequency.

При исследовании среды с помощьго этого устройства в оптическом тракте достигаетс  ослабление мощности при15In the study of the environment with the help of this device in the optical path is achieved weakening power at 15

2020

2525

30thirty

F(n) F, If Л(а)(, (4)F (n) F, If L (a) (, (4)

где А(п) - Фурье-образ функции A(t,), а разность фаз между принимаемым и излучаемым потоками равнаwhere A (n) is the Fourier transform of the function A (t,), and the phase difference between the received and emitted streams is

лср(о) (5l) ,(5)lsr (o) (5l), (5)

т.е. аргументу комш1ексной функцииthose. argument of the comlex function

А(а).A (a)

Изменение частоты модул ции потока fS производитс  при помощи управл ющего модул тором 2 устройства 14 ввода плавных изменений частоты модул ции, сигнал с которого, характеризующий текущую частоту fi, подаетс  на вычислительное устройство 12. Измеритель П регистрирует амплитуду F(n) и разность фаз u(.f(fi), которые также передаютс  в вычислительное устройство 12. Кроме этого, туда поступает информаци  об амплитуде F, с измерител  13. Вычиснимаемого потока излучени  по законуThe modulation frequency fS is varied by using a modulator-controlling device 2 of a modulation frequency input device 14, the signal from which, characterizing the current frequency fi, is fed to the computing device 12. The meter P records the amplitude F (n) and the phase difference u (.f (fi), which are also transmitted to the computing device 12. In addition, the information about the amplitude F is received from the meter 13. The calculated radiation flux is

2 , -,22, -, 2

f(z) Sf (z) s

rfdz 1rfdz 1

ЧЬпт.Chit

ныи угол ПОЛЯ приемопередающей системы , S - площадь входного зрачка объектива 6, n(z) - профиль показател  преломлени  средьц z - рассто ние , проходимое излучением в среде. При этом поток принимаемого однократ но рассе нного излучени  равенthe current angle is the FIELD of the transmit-receive system, S is the area of the entrance pupil of the lens 6, n (z) is the refractive index profile of the middle zone z is the distance traveled by the radiation in the medium. In this case, the flux of received single scattered radiation is equal to

ооoo

JO, . . СиJO. . Si

лительное устройство 12 после изменени  л во всем интервале частот где со - телес- 35 О (2)/21Гс осуществл ет обратное преобразование Фурье от F(j2)e , результатом которого  вл етс  функци  После делени  ее на изме40After a change in the entire frequency range, the consumer device 12, where the co-body 35 O (2) / 21G, performs the inverse Fourier transform of F (j2) e, the result of which is the function After dividing it by 40

гдеWhere

(t) fF(t -tjA(tjdt,(i),(t) fF (t -tjA (tjdt, (i),

о 11 J оo 11 j o

) G(z)y(,z ) G (z) y (, z

Alt, j; тг;;т- Alt, j; tg ;; t-

4545

гггshhhhh

хехр -2|(z)(2) 50hehr -2 | (z) (2) 50

импульсна  передаточна  функци , характеризующа  оптические параметры среды, причем воздущную прослойку можно считать частью неоднородной среды; F(.,(t) - поток зондирующего излу- 55 чени  , с - скорость света, величины G(z), () (z) представл ют собой профили соответствующих параметров .вдоль трассы зондировани , t - врем  the impulse transfer function characterizing the optical parameters of the medium, and the air layer can be considered part of the inhomogeneous medium; F (., (T) is the probe radiation flux, c is the speed of light, the quantities G (z), () (z) are profiles of the corresponding parameters. Along the sounding path, t is the time

(t)8 i ренную величину Fg и известный сомножитель cco/8- h получаем искомую функцию A(t). (t) 8 is the imbued value of Fg and the known factor cco / 8-h, we obtain the desired function A (t).

Измерени  более предпочтительно вести дл  слоистых сред, где устранение неоднозначности траектории зондировани  достигаетс  выбором направлени  зондировани  по нормали к поверхност м слоев.Measurements are more preferably conducted for layered media, where the elimination of ambiguity of the sounding path is achieved by choosing the sounding direction normal to the surfaces of the layers.

Повышение помехозащищенности в предлагаемом способе по сравйению с импульсным методом достигаетс  за счет того, что F(sj) идер(гг) св заны между собой преобразованием Гильберта . Таким образом, получаема  в результате измерений по предлагаемому способу избыточна  информаци  может быть использована дл  снижени  вли ни  шумов на точность измерений по специальному гшгоритму, реализуемомуThe increase in noise immunity in the proposed method in comparison with the impulse method is achieved due to the fact that F (sj) ider (yy) are interconnected by the Hilbert transform. Thus, the redundant information obtained as a result of measurements according to the proposed method can be used to reduce the effect of noise on the accuracy of measurements using a special algorithm implemented

t - переменна  интегрировани , а z определ етс  из уравнени t is the integration variable, and z is determined from the equation

.М 1гш:- .M 1gsh: -

Если зондирующий поток Fjj(t) гармонически промодулирован и имеет амплитуду Fg, то поток принимаемого излучени  также гармонически измен етс  во времени с той же частотой и амплитудойIf the probing flux Fjj (t) is harmonically modulated and has an amplitude of Fg, then the flux of received radiation also varies harmonically with time with the same frequency and amplitude

F(n) F, If Л(а)(, (4)F (n) F, If L (a) (, (4)

где А(п) - Фурье-образ функции A(t,), а разность фаз между принимаемым и излучаемым потоками равнаwhere A (n) is the Fourier transform of the function A (t,), and the phase difference between the received and emitted streams is

лср(о) (5l) ,(5)lsr (o) (5l), (5)

т.е. аргументу комш1ексной функцииthose. argument of the comlex function

А(а).A (a)

Изменение частоты модул ции потока fS производитс  при помощи управл ющего модул тором 2 устройства 14 ввода плавных изменений частоты модул ции, сигнал с которого, характеризующий текущую частоту fi, подаетс  на вычислительное устройство 12. Измеритель П регистрирует амплитуду F(n) и разность фаз u(.f(fi), которые также передаютс  в вычислительное устройство 12. Кроме этого, туда поступает информаци  об амплитуде F, с измерител  13. Вычислительное устройство 12 после изменени  л во всем интервале частот 5 О (2)/21Гс осуществл ет обратное преобразование Фурье от F(j2)e , результатом которого  вл етс  функци  После делени  ее на изме0The modulation frequency fS is varied by using a modulator-controlling device 2 of a modulation frequency input device 14, the signal from which, characterizing the current frequency fi, is fed to the computing device 12. The meter P records the amplitude F (n) and the phase difference u (.f (fi), which are also transmitted to computing device 12. In addition, information about the amplitude F is received from meter 13. Computing device 12, after changing l in the entire frequency range 5 O (2) / 21G, performs the inverse transformation the Fourier transform of F (j2) e, the result of which is the function After dividing it by

5five

00

5 five

(t)8 i ренную величину Fg и известный сомножитель cco/8- h получаем искомую функцию A(t). (t) 8 is the imbued value of Fg and the known factor cco / 8-h, we obtain the desired function A (t).

Измерени  более предпочтительно вести дл  слоистых сред, где устранение неоднозначности траектории зондировани  достигаетс  выбором направлени  зондировани  по нормали к поверхност м слоев.Measurements are more preferable to conduct for layered media, where the elimination of ambiguity of the sounding trajectory is achieved by choosing the sounding direction normal to the surfaces of the layers.

Повышение помехозащищенности в предлагаемом способе по сравйению с импульсным методом достигаетс  за счет того, что F(sj) идер(гг) св заны между собой преобразованием Гильберта . Таким образом, получаема  в результате измерений по предлагаемому способу избыточна  информаци  может быть использована дл  снижени  вли ни  шумов на точность измерений по специальному гшгоритму, реализуемомуThe increase in noise immunity in the proposed method in comparison with the impulse method is achieved due to the fact that F (sj) ider (yy) are interconnected by the Hilbert transform. Thus, the redundant information obtained as a result of measurements according to the proposed method can be used to reduce the effect of noise on the accuracy of measurements using a special algorithm implemented

вычислительным устройством 12 и определ емому в соответствии с конкретней ситуацией измерений в зависимости от наличи  и свойств тех или иных шумов.computing device 12 and determined in accordance with the specific situation of measurement, depending on the presence and properties of certain noise.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ локационного измерени  оптических параметров прозрачных сред, включающий формирование зондирующего излучени , направление его на среду, прием обратно рассе нного излучени , определение импульсной передаточной функции среды, по которой суд т об оптических параметрах, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа и повьщгени  его помехозащищенности , формируют непрерьшное зондирующее излучение, гармонически промодулированное по интенсивности с круговой частотой П, при этом измен ют частоту модул ции гг от нул  доA method for locating measurement of optical parameters of transparent media, including the formation of probe radiation, its direction to the medium, reception of backscattered radiation, determination of the impulse transfer function of the medium, according to which optical parameters are judged, characterized in that, in order to simplify the method and increase it noise immunity, form continuous probe radiation harmonically modulated in intensity with the circular frequency U, while changing the modulation frequency ry from zero to Azn(z)/2 n c, где UZ - требуемое пространственное разрешение с - скорость света в воздухе; n(z) - известный профиль показател  преломлени  вдоль направлени  зондировани , при приеме обратно рассе нного излучени  ослабл ют его мощность по законуAzn (z) / 2 n c, where UZ is the required spatial resolution c is the speed of light in air; n (z) is a known refractive index profile along the direction of sounding, when receiving backscattered radiation, its power is weakened by the law ,. где М - масштабный коэффициент; Z - рассто ние, проходимое излучением в среде,, where M is the scale factor; Z is the distance traveled by the radiation in the medium, затем измер ют поток F(S2) принимаемого излучени  и разность фаз utf (П) принимаемого и излучаемого по-. токов, в интервале изменени  частоты модул ции, а импульсную передаточную функцию A(t) определ ют из соотношени  лzn(z)then the flux F (S2) of the received radiation and the phase difference utf (P) of the received and emitted α are measured. currents in the range of the modulation frequency, and the impulse response function A (t) is determined from the relation lzn (z) A(t) i I F(n)e t- -t da,A (t) i I F (n) e t- -t da, i i где t - врем ;where t is time; i - мнима  единица.i - imaginary unit. Составитель С. Голубев Редактор Э. Слиган Техред И.Попович Корректор А.ИльинCompiled by S. Golubev Editor E. Sligan Tehred I.Popovich Proofreader A.Ilyin П- III I 1.1.,,|. , .. --li 1 . --.. --.. и ..„.P-III I 1.1. ,, |. .. --li 1. - .. - .. and .. „. Заказ 4430/48 , Тираж 776ПодписноеOrder 4430/48, Circulation 776 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 .Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU864022440A 1986-01-16 1986-01-16 Method of location measurement of transparent media optical parameters SU1341554A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864022440A SU1341554A1 (en) 1986-01-16 1986-01-16 Method of location measurement of transparent media optical parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864022440A SU1341554A1 (en) 1986-01-16 1986-01-16 Method of location measurement of transparent media optical parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1341554A1 true SU1341554A1 (en) 1987-09-30

Family

ID=21221698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864022440A SU1341554A1 (en) 1986-01-16 1986-01-16 Method of location measurement of transparent media optical parameters

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1341554A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Трохан A.M. Гидрофизические измерени . М.: Изд. стандартов, 1981, с. 122-126. Захаров В.М., Костко O.K. Метеорологическа лазерна локализаци . Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с. 147- 148. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4011044A (en) Use of laser speckle patterns for measurement of electrophoretic mobilities
US4148585A (en) Three dimensional laser Doppler velocimeter
KR20080100343A (en) Surface plasmon resonance sensors and methods for detecting samples using the same
CN109556593B (en) Angular velocity measuring device, method and carrier thereof
CN108037311B (en) High-precision seawater flow velocity measurement method based on acousto-optic effect
US20060114467A1 (en) Methods and apparatus for electrophoretic mobility determination using phase light scattering analysis
US3509565A (en) Method and apparatus for optically processing information
CN107941276A (en) Gas flow and methane content laser measuring apparatus and measuring method
SU1341554A1 (en) Method of location measurement of transparent media optical parameters
US4284350A (en) Laser geophone
CN110398749A (en) A kind of diclinic penetrates asymmetric vehicle-mounted laser speed measuring device
US3232165A (en) Interferometer having plural slit source
US3434785A (en) Beam sweeping optical distance meter
JP2000028722A (en) Method and apparatus for distance measurement by laser beam
JPS63118624A (en) Optical fiber measuring device and method
US4679933A (en) Device for birefringence measurements using three selected sheets of scattered light (isodyne selector, isodyne collector, isodyne collimator)
US3523731A (en) Optical ranging device (u)
RU2629928C2 (en) Method of determining refraction indicator of monochromatic surface electromagnetic wave of infrared range
CA1218867A (en) Method and apparatus for optical tank gauging
SU624157A1 (en) Method of determining velocity of propagation of surface acoustic waves
SU1672217A1 (en) Electro-optical light range finder
RU2100810C1 (en) Method for measurement of velocity of object and device which implements said method
SU1718039A1 (en) Method and device for simultaneously determining interphase tension and viscosity of liquids
Rinkevichyus et al. Optical Doppler flowmeter for gases
RU2498214C1 (en) Device to measure electromagnetic radiation speed space anisotropy