SU1345120A1

SU1345120A1 - Speed meter

Info

Publication number: SU1345120A1
Application number: SU853924304A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Дубнищев; Владимир Григорьевич Меледин; Борис Иделевич Спектор; Анатолий Миронович Щербаченко
Original assignee: Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР; Новосибирский государственный университет
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в гидро- и газодинамике, океанологии, промышленной технологии. Цель изобретени - снижение погрешности . Излучение лазера направл ют через дефлектор 2, пол ризационную призму Рошона 3, четвертьволновую фазовую пластинку 4, систему объективов 5 и 6 и фокусируют в исследуемой среде , наход щейс в плоскости минимального сечени пучка, объективом 7.Рассе нное в обратном направлении излучение проходит через полевую диафрагму 10, попадает на фотоприемник 8. . Усилитель 11 формирует электрический сигнал в стандартных логических уровн х , поступающий на периодомер 12. Последний измер ет временной интервал между приходом п-го импульса и П+1-ГО и записьшает результат в блок 14 пам ти, где хранитс ранее.записанное значение интервалов п-1 импуль- сов. Если модуль разности интервалов не превьшает заданную величину, то определ ют скорость как частное характерного размера пространственной структуры оптического пол к измер емому временному интервалу. 1 ил. i О) елThe invention relates to instrumentation engineering and can be used in hydro and gas dynamics, oceanology, and industrial technology. The purpose of the invention is to reduce the error. The laser radiation is directed through the deflector 2, the polarization prism of Rochon 3, the quarter-wave phase plate 4, the system of lenses 5 and 6 and focused in the test medium in the plane of the minimum beam section by the lens 7. The backscattered radiation passes through the field aperture 10, hits the photodetector 8.. Amplifier 11 generates an electrical signal at standard logic levels received at the periodometer 12. The latter measures the time interval between the arrival of the nth pulse and P + 1-TH and records the result in memory block 14, where it is stored previously. The recorded value of the intervals n -1 pulses. If the module of the interval difference does not exceed the specified value, then the velocity is determined as the quotient of the characteristic size of the spatial structure of the optical field to the measured time interval. 1 il. i o) ate

Description

. Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной гидро- и газодинамике.. The invention relates to instrumentation engineering and can be used in experimental hydrodynamics and gas dynamics.

Целью изобретени вл етс снижение погрешностей.The aim of the invention is to reduce errors.

На чертеже приведен измеритель скорости.The drawing shows a speed meter.

Устройство содержит последователь- но расположенные лазер 1, дефлектор 2, пол ризационную призму Рошона 3, четвертьволновую фазовую пластинку 4 формирователь оптической базы в виде расширител лазерного пучка, состо - щего из объективов 5 и 6 и фокусирующего объектива 7. На пути рассе нного в обратном направлении и отклонен- Hofo призмой Рошона светового пучка установлен фотоприемник 8 с объекти- вом 9 и полевой диафрагмой 10 на входе. К выходу фотоприемника последовательно подключены усилитель-формирователь 11, периодомер 12, индикатор 13 скорости, блок 14 пам ти, чейки которого подсоединены к блоку 15 сравнени , выход которого подключен к уп- равл ющему входу дефлектора и к индикатору 13 скорости.The device contains successively located laser 1, deflector 2, polarization prism of Rochon 3, a quarter-wave phase plate 4, an optical base former in the form of a laser beam expander consisting of lenses 5 and 6 and a focusing lens 7. On the path scattered in the reverse The direction and deflected Hofo by the Rauchon prism of the light beam is mounted a photodetector 8 with an object 9 and a field diaphragm 10 at the entrance. Amplifier 11, periodometer 12, speed indicator 13, memory unit 14, cells of which are connected to comparison unit 15, the output of which is connected to the control input of the deflector and to speed indicator 13, are connected to the photodetector output.

Устройство работает следующим об- разом.The device works as follows.

Излучение лазера 1 направл ют через дефлектор 2, пол ризационную призму Рошона 3, четвертьволновую фазовую пластинку 4, систему объективов 5 и 6 и фокусируют в исследуемой среде объективом 7. В плоскости минимального сечени пучка, оптически сопр женной с плоскостью фотоприемника 8,находитс исследуема движуща с среда. The laser radiation 1 is directed through the deflector 2, the polarization prism of Rochon 3, the quarter-wave phase plate 4, the objective system 5 and 6 and is focused in the test medium by the objective 7. The moving beam is optically conjugated to the plane of the photodetector 8 from Wednesday.

Как только одна из частиц попадает в зондирующее поле, она начинает рассеивать лазерное излучение. Рассе нное в обратном направлении излучение проходит систему объективов 7, 6 и 5, четвертьволновую пластинку 4, отклон етс призмой Рошона 3 на объектив 9, проходит через полевую диафрагму 10 и попадает на фотоприемник 8As soon as one of the particles enters the probe field, it begins to scatter the laser radiation. The back-scattered radiation passes through a system of lenses 7, 6 and 5, a quarter-wave plate 4, is deflected by a Rochon prism 3 onto the lens 9, passes through a field diaphragm 10 and hits the photodetector 8

Подключенный к выходу фотоприемни- ка усилитель-формирователь 11 формирует электрический сигнал в стандартных логических уровн х, поступаюшдй на периодомер 12. Периодомер измер ет временной интервал между приходом п-го импульса и ti+l-ro и записывает результат в блок 14 пам ти, в котором хранитс также ранее записанноеThe amplifier-shaper 11 connected to the photoreceiver output generates an electrical signal in standard logic levels applied to the periodometer 12. The periodometer measures the time interval between the arrival of the nth pulse and ti + l-ro and records the result in memory block 14, which also stores the previously recorded

значение интервала между п-1 и п-ым импульсами,, Если модуль разности интервалов п-1 и п, а также п и п+1 не превышает заданной величины, блок 15 сравнени (цифровой компаратор) подает команду на дефлектор 2, который переводит зондирующее поле с в следующую равноотсто щую позицию,после чего описанный цикл работы повтор етс . Превышение разности заданной величины означает, что один из этих временных интервалов сформирован световыми импульсами от другой частицы и вл етс ложным, поэтому система переходит в начальное состо ние и цикл измерений повтор етс .the value of the interval between n-1 and n-th pulses, If the modulus of the difference between the intervals n-1 and n, as well as n and n + 1 does not exceed the specified value, comparison unit 15 (digital comparator) sends a command to deflector 2, which translates the probing field c to the next equidistant position, after which the described work cycle is repeated. Exceeding the difference of a given value means that one of these time intervals is formed by light pulses from another particle and is false, so the system enters the initial state and the measurement cycle repeats.

Таким образом в данной системе осуществл етс вьигрьш в используемой энергии, что повьш1ает .точность измерений.Thus, in this system, the energy in the energy used is carried out, which increases the accuracy of the measurements.

Индикатор 13 скорости служит дл определени и отображени измер емой скорости.Величина скорости определ етс как частное рассто ние между позици ми на измеренный усредненный периодThe speed indicator 13 serves to determine and display the measured speed. The speed value is defined as the partial distance between the positions per measured average period.

, N V л / -- тN N l / - t

W п п W p p

где JL - рассто ние между позици миwhere JL is the distance between the positions

светового пучка; 1 врем пересечени частицейlight beam; 1 particle crossing time

известного рассто ни междуknown distance between

соседними позици ми; N - ЧИСЛО равноотсто щих, позицийadjacent positions; N - NUMBERS

Claims

in measuring volume. Invention Formula

A speed meter containing an optically matched laser, a shaper of an optical measurement base, a receiving aperture with an aperture diaphragm and a photodetector connected via a shaper amplifier to a periodometer connected to a speed indicator, which in order to reduce errors, , a Roshan polarization prism with a phase plate, a comparator unit and a memory unit are inserted into it, the deflector installed behind the laser, a Roshan polarization prism and a phasegina phasegate The mechanism is installed by a deflector and a shaper of the optical measurement base and is optically matched with a photo- receiver, the output of the periodometer is connected via serially connected memory block and comparison unit to the control input of the detector.