SU1453328A1 - Fibre-optic velocity transducer - Google Patents
Fibre-optic velocity transducer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1453328A1 SU1453328A1 SU864093896A SU4093896A SU1453328A1 SU 1453328 A1 SU1453328 A1 SU 1453328A1 SU 864093896 A SU864093896 A SU 864093896A SU 4093896 A SU4093896 A SU 4093896A SU 1453328 A1 SU1453328 A1 SU 1453328A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sun
- fiber
- radiation
- optical
- output end
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет осуществл ть дистанционное измерение и конт- . роль скорости движени отражающей поверхности , например, вращени вала. Излучение источника 1, длиной волны X, шириной спектральной полосы 4- , через светоделитель 2 поступает на входной торец волоконного световода (ВО) 3. Выход щее со стороны выходного торца ВС 3 излучение направл етс нормально поверхности движущегос объекта 5. Отраженное от поверхности излучение вводитс в ВС 4, выполненный в виде разомкнутого кольца. Торцы ВС 4 расположены симметрично относительно выходного торца ВС 3, оптические оси ВС 4 со стороны торцов пересекаютс под углом , по биссектрисе которого направлена оптическа ось ВС 3 со стороны его выходного торца. Отраженное излучение распростран етс по ВС 4 во встречных направлени х , выходит из сопр женных торцов ВС 4, вторично отражаетс от движущейс поверхности и попадает в ВС 3 со стороны его выходного торца. ПРОИСХОДИТ когерентное сложение двукратно отраженных световых волн. В качестве источника излучени вь№ бран слабокогерентный светодиод, длина ВС 4 выбрана из услови 1. Л Л (nj..) , где М - число модовых групп волокна; nj.,. - показатели преломлени сердцевины и оболочки световода. Это позвол ет исключить вли ние межмодовых щумов световода. Выход щее из входного торца ВС 3 излучение через светоделитель поступает на фотодетектор 7, частота фототока на выходе которого определ етс удвоенным допплеровским сдвигом частот - (Л ел со со ю 00The invention relates to a measurement technique and allows remote measurement and cont. the role of the speed of movement of the reflective surface, for example, the rotation of the shaft. The radiation from source 1, wavelength X, width of the spectral band 4-, through the beam splitter 2 enters the input end of the fiber optical fiber (VO) 3. The radiation coming out from the output end of the sun 3 3 is directed normally to the surface of the moving object 5. Reflected radiation from the surface is introduced in BC 4, made in the form of an open ring. The ends of the sun 4 are arranged symmetrically with respect to the output end of the sun 3, the optical axes of the sun 4 on the end side intersect at an angle, along the bisector of which the optical axis of the sun 3 is directed on the side of its output end. The reflected radiation propagates through the sun 4 in opposite directions, emerges from the conjugate ends of the sun 4, re-reflects from the moving surface and enters the sun 3 from its output end. A coherent addition of doubly reflected light waves occurs. As a source of radiation, brane has a weakly coherent LED, the length of the sun 4 is chosen from the condition 1. L L (nj ..), where M is the number of modal fiber groups; nj.,. - refractive indices of the core and cladding of the fiber. This makes it possible to eliminate the effect of the intermode noise of the fiber. The radiation emanating from the input end of the VS 3 is transmitted through a beam splitter to a photodetector 7, the frequency of the photocurrent at the output of which is determined by the doubled Doppler frequency shift - (L ate with co 00
Description
ho которому определ етс скорость движени поверхности. Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни межмодовыхwhich determines the speed of the surface. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the effect of intermode
шумов световода, а также конструктивное упрощение за счет возможности использовани слабокогерентного источника . 1 ил.optical fiber noise, as well as constructive simplification due to the possibility of using a low-coherent source. 1 il.
1one
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении при создании систем дистанционного измерени и контрол скорости движущихс отражающих объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used in optical instrument making for creating systems for remote measurement and speed control of moving reflecting objects.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет уменьшени вли ни межмодовых шумов в во- локонных световодах и конструктивное упрощение устройства.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the influence of inter mode noise in fiber optics and constructive simplification of the device.
На чертеже изображена блок-схема датчика.The drawing shows a block diagram of the sensor.
Датчик содержит монохроматический источник 1 излучени , светоделитель 2, приемопередающий волоконный световод (ВС).3, выполненный в виде разомкнутого кольца, волоконный световод 4, отражающую поверхность 5 движущегос объекта, микрообъективы 6, фотодетектор 7.The sensor contains a monochromatic radiation source 1, a beam splitter 2, a transceiver optical fiber (BC) .3, made in the form of an open ring, optical fiber 4, a reflecting surface 5 of a moving object, micro-lenses 6, a photodetector 7.
Датчик работает следующим образом Часть монохроматического излучени источника 1 длиной волны шири- ной спектральной полосы ь после прохождени через светоделитель 2 вводитс , например, с помощью микрообъектива 6 в ВС 3 со стороны его первого торца. На выходе ВС 3 излучение направл етс нормально поверхности движущегос объекта 5, например, вращающуюс с угловой скоростью (О . Отраженное от поверхности излучение вводитс , например, с помощью микрообъективов 6 в выполненный в виде разомкнутого с одной стороны кольца во локонньй световод 4 со стороны его первого и второго торцов. При этом ка едый торец выполн ет функции как входного, так и выходного торца.The sensor works as follows. A portion of the monochromatic radiation of the source 1 with the wavelength of the spectral bandwidth after passing through the beam splitter 2 is introduced, for example, by means of a micro-lens 6 into the sun 3 from its first end. At the output of BC 3, the radiation is directed normally to the surface of a moving object 5, for example, rotating with an angular velocity (O. The radiation reflected from the surface is introduced, for example, by means of micro lenses 6 into an optical fiber 4 that is open on one side of the ring the first and second ends, and at the same time, the end end performs the functions of both the input and output ends.
Доплеровский сдвиг частоты отраженного света зависит от пространственных условий приема. При симметричном расположении торцов ВС 4 относительно выходного торца ВС 3 доПле0The Doppler frequency shift of the reflected light depends on the spatial conditions of the reception. With a symmetrical arrangement of the ends of the sun 4 relative to the output end of the sun 3 to ple ...
Q Q
5 five
5 O 5 o
3535
4040
дз dz
f .2-V-sinoi/Z ровскии сдвиг частот г i;:-,f .2-V-sinoi / Z equal to the frequency shift r i;: -,
где - угол между оптическими ос ми ВС 4 со стороны его торцов; V - линейна скорость движени поверхности объекта. Если рассто ние между торцами ВС 4 равно 2d, а рассто ние от второго торца ВС 3 и торцов ВС 4 до поверхности равно h, доп- леровский сдвиг частоты при sinfl/2 ti. tget/2 равенwhere is the angle between the optical axes of the sun 4 from its ends; V is the linear velocity of the object's surface. If the distance between the ends of the BC 4 is 2d, and the distance from the second end of the BC 3 and the ends of the BC 4 to the surface is equal to h, the Doppler frequency shift at sinfl / 2 ti. tget / 2 equals
f -i2d -h- A f -i2d -h- A
BC 4 играет роль волоконного кольцевого интерферометра, в котором световые потоки распростран ютс встречно. Выход щее из каждого сопр женного торца ВС 4 излучение вторично отражаетс от поверхности объекта и вводитс в ВС 3 со стороны его второго торца, где происходит когерентное сложение проход щих по ВС 4 вторичных световых потоков. Интерференционна структура, образующа в результате фотосмешени световых по91 токов имеет период .BC 4 plays the role of a fiber ring interferometer in which the light fluxes propagate in opposite directions. The radiation emanating from each conjugate end of the sun 4 is again reflected from the object surface and is introduced into sun 3 from the side of its second end, where coherent addition of the secondary light streams passing through the sun 4 occurs. The interference structure resulting from the photomixing of light currents has a period.
Излучение, прошедшее БС 3 в направлении , противоположном направлению распространени излучени источника, через светощелитель 2 попадает на фотодетектор 7. Дл обеспечени достаточной глубины модул ции фототока на выходе фотодетектора пространственно-частотные селективные свойства второго торца ВС 3, используемого в качестве входного дл отраженного света, устанавливают в соответствии с периодом интерференционной структуры А.The radiation transmitted by BS 3 in the direction opposite to the direction of propagation of the source's radiation passes through the light gap 2 to the photodetector 7. To ensure a sufficient depth of modulation of the photocurrent at the output of the photodetector, the spatial-frequency selective properties of the second end of the BC 3 used as input for reflected light, set in accordance with the period of the interference structure A.
Например, дл повьш1ени глубины модул ции фототока диаметр сердцевин ВС 3 выбираетс меньшим ширины одной полосы из услови а.: Л/2.For example, to increase the modulation depth of the photocurrent, the diameter of the cores of the sun 3 is chosen to be smaller than the width of one band from the condition a .: L / 2.
Интерферирующие световые волны проход т внутри ВС 4 одинаковые оптические пути, что дает возможность использовать в качестве источника слабокогерентный ис- точник излучени - светодиод, что упрощает конструкцию устройства. При этом когерентное взаимодействие мод в волокне сохран етс лишь в преде- лах длины световодаThe interfering light waves pass through the same optical paths inside BC 4, which makes it possible to use as a source a low-coherent radiation source, a LED, which simplifies the design of the device. In this case, the coherent interaction of modes in the fiber is preserved only within the fiber length.
L L
Uc-nJJ Uc-njj
где П(., Пду - показатели преломлени where P (., Pdu - refractive indices
сердцевины и оболочки ВС; М - число медовых группcores and shell of the aircraft; M - the number of honey groups
в волокне.in fiber.
Выбор длины световода 4 из услови , позвол ет исключить вли ние когерентной межмодовой интерференции определ ющей модовые шумы, которые ограничивают точность чувствитель ность датчика. Частота фототока на выходе детектора 7 определ етс удво енным доплеровским сдвигом частоты 2fj) вследствие двухкратной модул ции движуЕщмс объектом при вторичном отражении от его поверхности. Анализ частоты сигнала на выходе датчика поз вол ет определить скорость движени отражающей поверхности.The choice of the length of the light guide 4 from the condition makes it possible to exclude the influence of coherent intermode interference which determines the mode noise, which limits the accuracy of the sensor sensitivity. The frequency of the photocurrent at the output of the detector 7 is determined by twice the Doppler frequency shift 2fj) due to the double modulation of the moving object by the secondary reflection from its surface. Analyzing the frequency of the signal at the output of the sensor makes it possible to determine the speed of movement of the reflecting surface.
1one
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864093896A SU1453328A1 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Fibre-optic velocity transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864093896A SU1453328A1 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Fibre-optic velocity transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1453328A1 true SU1453328A1 (en) | 1989-01-23 |
Family
ID=21247620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864093896A SU1453328A1 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Fibre-optic velocity transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1453328A1 (en) |
-
1986
- 1986-07-18 SU SU864093896A patent/SU1453328A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Sasaki О., Nakatani Т. Dual Single-beam fiber baser Doppler Veloci- nuber. - Appl. Opt., 1981, N 20, 23, p. 3990-3991. Goodman I.W.,, Rawson E.G. Statistics of modal noise in ifilers. - Appl. Lett, 1981, V. 6, № 7, p. 324- 326. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4443698A (en) | Sensing device having a multicore optical fiber as a sensing element | |
ATE27489T1 (en) | FIBER OPTIC MEASUREMENT DEVICE. | |
CN111812346B (en) | Interference type all-fiber rotary Doppler velocimeter | |
EP0079944B1 (en) | Fiber optic interferometer | |
US4444503A (en) | Ring interferometer with a mode diaphragm | |
CN102650595A (en) | Optical ingredient-measuring apparatus | |
CN109374914A (en) | Larger Dynamic measurement range all -fiber Doppler speed measuring device | |
RU2307318C1 (en) | Interferometer measuring device (variants) | |
CN108426834A (en) | A kind of quick light path scanning means | |
SU1453328A1 (en) | Fibre-optic velocity transducer | |
EP0489525A2 (en) | Improvements relating to optical sensing systems | |
RU78947U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING LINEAR MOVEMENTS OF OBJECTS WITH A FLAT MIRROR-REFLECTING SURFACE | |
SU1422159A1 (en) | Fiber-optical sensor of velocity of displacement of reflecting object | |
SU1388723A1 (en) | Fibre-optical distance transducer | |
SU1277733A1 (en) | Fibe-optics measuring device | |
SU1571449A1 (en) | Fiber-optic pressure transducer | |
KR100288072B1 (en) | Displacement measuring device using integrated optical element | |
GB2250593A (en) | Optical sensing system | |
RU2313066C1 (en) | Interferometric mode of measuring the thickness and the values of refraction of transparent objects | |
SU1075814A1 (en) | Method of measuring linear velocity of object and fibre-optical meter of linear velocity | |
SU1278723A1 (en) | Fibre-optic probe for doppler anemometer | |
JPH0961298A (en) | Low coherence reflectometer | |
EP0079945A1 (en) | Fiber optic interferometer | |
SU1677686A1 (en) | Fiber-optics coupler | |
JPH03100422A (en) | Minimal displacement sensor |