SU529660A1 - Laser doppler rate gage - Google Patents

Laser doppler rate gage

Info

Publication number
SU529660A1
SU529660A1 SU731926922A SU1926922A SU529660A1 SU 529660 A1 SU529660 A1 SU 529660A1 SU 731926922 A SU731926922 A SU 731926922A SU 1926922 A SU1926922 A SU 1926922A SU 529660 A1 SU529660 A1 SU 529660A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
beams
polarization
modulators
doppler
Prior art date
Application number
SU731926922A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Г. Василенко
Ю.Н. Дубнищев
А.И. Жилевский
В.И. Титков
Original Assignee
Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР
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 Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР filed Critical Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР
Priority to SU731926922A priority Critical patent/SU529660A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU529660A1 publication Critical patent/SU529660A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

II

Изобретение относитс  к измеритепьной технике и технической физике 8 может использоватьс  при исследовании параметров потоков.The invention relates to the measuring technique and technical physics 8 can be used in the study of flow parameters.

Известны устройства аналогичного назначени , содержащие последовательно расположенные лазер, пол ризационный расщепитель, направл ющий объектив и сфото приемники.Apparatus of similar purpose is known, comprising successively arranged laser, polarization splitter, guiding lens and photo receivers.

Известен также лазерный допплеровскнй измеритель скорости, содержащий лазер, пол ризационный расщепитель, направл ющий объектив, фокусирующий и приемный объективы, пол ризационную призму-анализатор, два фотоприемиика i и электронный блок измерени .A laser Doppler velocity meter is also known, which contains a laser, a polarization splitter, a guiding lens, a focusing and a receiving lens, a polarization prism analyzer, two photo-detectors i, and an electronic measurement unit.

Недостатками этих устройств  вл етс  небольща  точность измерени  и невозможность определени  знака скорости .The disadvantages of these devices are the small measurement accuracy and the impossibility of determining the sign of the velocity.

Дл  повыщени  точности и определени  знака скорости в предлагаемом устройстве между фокусирующим и направл ющим объективами на пути каждого из расщепленных пучков установлены однополосные частотные модул торы .In order to increase the accuracy and determine the sign of velocity in the proposed device, single-band frequency modulators are installed between the focusing and guiding lenses in the path of each of the split beams.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Claims (1)

Устройство содержит последовательно расположенные лазер 1, объектив 2, лучевой расщепитель 3, направп юший объектив 4, фокусируюший объектна 5, приемный объектив 6 с диафрагмой 7, пол ризационную призму 8 с четвертьволновой фазовой пластиной 9 на выходе и два фотоэлектрическах приемника Ю и 11 расщепленных пучков. Лучевой расщепитель 3 расположен в общей фокальной плоскости объективов 2 и 4, образуквдих телескопическую трубку. Между объективами 4 и 5 на пут х расщепленных Пучков помешевы эпектрооп- тические однополосные частотные модул торы 12 и 13 с равными амплитудами несущей и одной боковой. Перед модул торами установлены четвертьволновые фазовые пластинки 14 и 15. 3 модул торов осуществл етс  гене(атором 16 модупирутошего сигнала. Электронный блок измерени  допплеровской частоты содержит формирователь 17 им пульсной Последовательности опорной частоты, выполненный в виде сумматора частот сигиальпьге последовательноС тей с приемников Ю, Ц, формирова тель 18 импульсной последовательности допплеровской частоты и определитель 19 знака скорости, выполненные в виде вычитающих схем частот сигнальных последовательностей приемников| цифровой частотомер 2О, подключенный к выходам схем 17, 18, 19. Устройство работает следующим образом . Луч лазера 1 после прохождени  телескопической трубки (объективы 2 и 4) и лучевого расщепител  3 расщепл етс  на два параллельных ортогонально-пол ризационных пучка. Ращепленпые пучки четвертьволновыми пластинками обращаютс  соответственно в пучки с правой и левой круговой пол ризаци ми и попадают на элект юоптические одно полосные частотные модул торы. 12 и 1 на выходе которых амплитуды несущей и боковой должны быть равны. Модулируклцие сигналы создают два взаимно перпендикул рных и ортогональ ных по фазе электрических пол . На вы ходе каждого -из модул торов результи рующий пучок состоит из несущей, пол  ризаци  которой совпадает с пол ризаци входного пучка, и одной боковой, имеющ пол ризацию проти аоположного знака. Амплитуд :. несущей и боковой одинаковы Поскольку входные пучки дл  первого и второго модул торов имеют противоположные циркул рные пол ризации, несуща  на выходе одного модул тора и бо- .кова  на выходе другого пол ризаторов объективом 5 фокусируютс  в исследуемую область потока, скорость которого подлежит измерению, В результате интерференции в рассеи ва1сщем объеме формируютс  два пространственно совмещенные интерференционные щетки, разв занные по ортогональным круговым пол ризаци м. Интерференционные полосы в каждой из решеток бегут в противоположных направлени х по нормали к биссектрисе угла между пересекакхц мнс  пучками со скоростью, пропорциональной частоте модул ции. Рассеиваюшве частицы О4 пересекают область пол ризации интерференционных рещеток. При этом преимущественна  пол ризаци  рассе нного света совпадает, с пол ризацией падающих пучков. Изобран;ение интерференционных решеток в рассе нном движущимис  частицами света формируетс  в ортогонально пол ризованных пучках на входных апертурах приемников Ю и 11 объективом 6 с диафрагмой 7 и четвертьволновой фазовой пластинкой 9, преобразующей пучки с круговыми пол ризаци ми в пучки с ортогональными линейными пол ризаци ми, которые затем. раздел ютс  пол ризационной призмой 8. Отсюда следует, что частота допплеровской составл ющей на выходе одного фотоприемника равна сумме частоты модул ции и допплеровской частоты, тогда как частота допплеровской составл ющей на выходе второго фотоприемника равна {эазности частоты модулжгции и допплеровской частоты. Сигналы с выходов фотоприемников Ю Vi 11 преобразуютс  сначала в импульсные последовательности (в суммарную и разностную импульсные последовательности ). Использу  далее полученные импульсные последовательности, пропорциональные допплеровской частоте и частоте модул ции (причем последнюю выбирают как опорную высокую частоту заполнени  более низкой допплеровской частоты), можно реализовать измерение допплеровской частоты (блоки 17, 18) с помощью частотомера 20. Определение знака скорости (определитель 19 знака скорости) производитс  схемами, аналогичными по принципу действи  схемам суммировани  и вычитани  частот. Формула изобретени  Лазерный допплеровский измеритель скорости, содержащий последовательно расположенные лазер, пол ризационную призму-расщепитель, направл ющий рбъектив, фокусирующий и приемный объективы, пол ризационную призму-анализатор , два фотоприемника и электронный блок измерени , о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повыщени  точности и определени  знака скорости , между фокусирующим и направл ющим объективами на пути каждого из расщепленных пучков установлены однополосные частотные модул торы. 3 The device contains successively located laser 1, lens 2, beam splitter 3, directional lens 4, focusing object 5, receiving lens 6 with aperture 7, polarization prism 8 with a quarter-wave phase plate 9 at the output and two photoelectric detectors Yu and 11 split beams . The beam splitter 3 is located in the common focal plane of the lenses 2 and 4, forming a telescopic tube. Between the lenses 4 and 5 on the path of the split Beams, there are objec- tive electro-optical single-sided frequency modulators 12 and 13 with equal carrier and one side amplitudes. Quarter-wave phase plates 14 and 15 are installed in front of the modulators. 3 modulators are carried out by a gene (modulator signal attorney 16). The Doppler frequency meter electronics unit contains a reference frequency generator 17 named after a reference frequency pulse generator, made in the form of a sigalpge frequency generator sequentially with receivers U, C , the generator 18 of the pulse sequence of the Doppler frequency and the determinant of the 19th sign of the velocity, made in the form of subtractive frequency circuits of signal sequences The digital frequency 2O connected to the outputs of the circuits 17, 18, 19. The device works as follows: The laser beam 1, after passing through the telescopic tube (objectives 2 and 4) and the beam splitter 3, is split into two parallel orthogonal-polarization beams. The beams with quarter-wave plates turn into beams with right and left circular polarizations, respectively, and fall onto electrical one-band frequency modulators. 12 and 1 at the output of which the amplitudes of the carrier and side must be equal. The modulation signals create two mutually perpendicular and phase orthogonal electric fields. At the output of each of the modulators, the resulting beam consists of a carrier, the polarization of which coincides with the polarization of the input beam, and one side beam, having polarization of opposite sign. Amplitude:. carrier and side are the same. Since the input beams for the first and second modulators have opposite circular polarizations, the carrier at the output of one modulator and the side at the output of another polarizer are focused by the objective 5 into the flow region being studied, the velocity of which is to be measured, as a result of interference, two spatially combined interference brushes, formed by orthogonal circular polarizations, are formed in the scattering volume of the outer volume. Interference fringes in each of the gratings run into otivopolozhnyh directions normal to the bisector of the angle between peresekakhts MHC beams at a speed proportional to the frequency modulation. O4 particles scattering intersect the region of polarization of the interference gratings. In this case, the predominant polarization of the scattered light coincides with the polarization of the incident beams. Izobran; ix interference gratings scatter the moving particle beam is formed into an orthogonally polarized beams at input apertures receivers Yu and 11 of the lens 6 with an aperture 7 and a quarter-wave phase plate 9, which transforms beams with circular polarizations into beams with orthogonal linear polarizations which then. are separated by a polarization prism 8. It follows that the frequency of the Doppler component at the output of one photodetector is equal to the sum of the modulation frequency and the Doppler frequency, whereas the frequency of the Doppler component at the output of the second photodetector is equal to the modulation frequency and Doppler frequency. The signals from the outputs of the photodetectors Yu Vi 11 are first converted into pulse sequences (into total and differential pulse sequences). Using further obtained pulse sequences proportional to the Doppler frequency and the modulation frequency (the latter being chosen as the reference high filling frequency of the lower Doppler frequency), it is possible to realize the measurement of the Doppler frequency (blocks 17, 18) using the frequency meter 20. Determining the sign of the velocity (determinant 19 the speed symbol is produced by circuits similar in operation to summation and subtraction frequency circuits. The invention of the Laser Doppler velocity meter containing a successive laser, a polarization prism splitter, a guide lens, a focusing and a receiving lens, a polarization prism analyzer, two photodetectors and an electronic measuring unit, By the fact that, in order to increase the accuracy and determine the sign of speed, single-band frequency modulators are installed between the focusing and guiding lenses in the path of each of the split beams. 3 2323 НЬ-Й 5NY 5
SU731926922A 1973-05-30 1973-05-30 Laser doppler rate gage SU529660A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731926922A SU529660A1 (en) 1973-05-30 1973-05-30 Laser doppler rate gage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731926922A SU529660A1 (en) 1973-05-30 1973-05-30 Laser doppler rate gage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU529660A1 true SU529660A1 (en) 1979-11-05

Family

ID=20555100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU731926922A SU529660A1 (en) 1973-05-30 1973-05-30 Laser doppler rate gage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU529660A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725136A (en) * 1982-05-03 1988-02-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for measuring particle velocity using differential photodiode arrays

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725136A (en) * 1982-05-03 1988-02-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for measuring particle velocity using differential photodiode arrays

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100422744C (en) Optical movement information detector, movement information detection system, electronic equipment and encoder
CA1211544A (en) Light frequency change detecting method and apparatus
US3830568A (en) Multiple detection volume laser doppler velocimeter
CN103308142A (en) Method and device for measuring speed and frequency of ultrasonic traveling wave in liquid
Brayton et al. Two-component dual-scatter laser Doppler velocimeter with frequency burst signal readout
US5526109A (en) Multi-velocity component LDV
US4725136A (en) Method for measuring particle velocity using differential photodiode arrays
SU529660A1 (en) Laser doppler rate gage
CN102636333A (en) Device and method for measuring phase retardation and fast axis azimuth angle of wave plate in real time
EP0426341A2 (en) Particle size and velocity determination
Lavan et al. Heterodyne interferometer to determine relative optical phase changes
US5420686A (en) Polarization interferometer optical voltage detector utilizing movement of interference fringe
SU1091076A1 (en) Optical doppler meter of reynolds stresses in liquid or gas flow
SU822031A1 (en) Method of varying two components of flow velocity
SU1208496A1 (en) Method of measuring size of particles and arrangement for accomplishment of same
JP2655647B2 (en) Optical integrated circuit interferometer
SU1099284A1 (en) Laser doppler speed meter
SU1302865A1 (en) Speed-measuring device
JP2760668B2 (en) Voltage detector
SU1363022A1 (en) Laser meter of sizes and dispersed composition of particles
Johnson Multi-velocity component LDV
SU1093978A1 (en) Optical doppler meter of flow speed gradients
SU617994A1 (en) Laser doppler-effect device for measuring local velocity
SU1078336A1 (en) Two-component laser anemometer
RU2178181C2 (en) Acoustooptical receiver-frequency meter