Способ измерения двух компонентскорости потока

Союз Советскнк Социалистических Реслублик.ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(51)М. Кл,З с присоединением заявки йо С 01 Р 3/36 Государственный комитет СССР по деаам нзобретеннй н открытий(0888) Дата опубликования описания 15.04.81 водоснабжения, канализации, гидротехнических си инженерной гидрогеологии (ВОДГЕО) 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДВУХ КОМПОНЕНТ СКОРОСТИ ПОТ а зволяет компо 20Изобретение относится к измерению параметров потоков жидкости и г -за, конкретно к бесконтактным методамизмерения компонент скорости потоков.Известен способ определения двумерного распределения скоростей потока с использованием лазера, которыйвключает формирование в измерительной зоне интерференционной картины,регистрацию и преобразование в электрический сигнал излучения, выходящего из измерительной зоны, усилениеи обработку электрических сигналов.Вращая плоскость интерферирующихпучков относительно потока, опреде вляют двумерное распределение скоростей потока 1).Однако этот способ не поодновременно определять двененты скорости потока.Известен также способ одновременного измерения двух компонент скорости потока с использованием лазеров,включакщий формирование в измерительной зоне двух ортогонально поляризованных интерференционных картин,полосы световых решеток которых расположены ортогонально, раздельнуюрегистраций и преобразование в электрический сигнал поляризационных 30 составляющих света, выходящего из измерительной зоны, усиление и обработку электрическихсигналов (2(Недостатком укаэанного способа измерения скорости потока являетсявысокий уровень помех. К таким помехам относятся амплитудный шум лазерного излучения, модуляционные шумы, возникакщие от пересечения падающих и рассеянных световых пучков движущимися рассеивающими центрами, а также низкочастотная аддитивная составляющая сигнала, соответствующая пос- тоянной компоненте распределения интенсивности интерференционного поля в измерительной зоне.Цель изобретения - подавление постоянной составляющей в выходных сигналах и снижение уровня шумов.Поставленная цель достигается тем, что в способе одновременного измерения двух компонент скорости потока формирование в измерительной зоне интерференционных картин осу" ществляют при неравенстве углов между каждой парой интерферирующих пучков света. Кроме того, перед усилением электрических сигналов, соответствующих каждой поляризационной .составляющей света, вышедшего из из822031 ИИПИ Заказ 1805/б раж 907 Подписное мерительной зоны, производят выравнивание величин постоянных составляющих этих сигналов, после чегоопределяют разность сигналови производят их дальнейшую обработку,На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства, реализующего способ по5дифференциальной схеме; на фиг. 2то же, по схеме с опорным пучком.Оба устройства содержат монохроматический источник 1 когерентногосвета, осветительную оптическую систему, включающую поляриэационный лучевой расщепитель 2, фаэосдвигающийэлемент 3, оптический элемент, обеспечивающий неравенство углов междукаждой парой интерферирующих пучков 15света 4, объектив 5. С помощью осветительной оптической системы Формируют в измерительной зоне две ортогонально поляризованные интерференционные картины, причем полосы одной 20световой решетки ортогональны полосамвторой решетки. В отличие от известного способа интерференционные картины получают в условиях неравенствауглов между каждой парой интерферирующих пучков. света. В результате шагмежду интерференционными полосамив одной решетке не равен шагу в другой решетке.Приемная система устройства включает объектив б, диафрагму 7, поляри- ЗОзационный селектор 8, оптическийаттенюатор 9 и два квадратичных Фотоприемника 10 и 11. Выравнивание величин постоянных составляющих электрических сигналов, соответствующих каж- З 5дой поляризационной составляющей света, вышедшего из измерительной зоны,осуществляется оптическим аттенюатором 9. С эыхода Фотоприемников электрические сигналы поступают через диф" 4 ОФеренциальный усилитель 12 в электронный блок 13 обработки сигнала. Вдифференциальном усилителе происходитвычитание сигналов, соответствующих илиал ППП "Патент",.Ужгород, ул.Проектная,различным поляризационным составляющим, поэтому на выходе дифференциального усилителя присутствуют толькосигналы на допплеровских частотах.Изобретечие позволяет при одновременном измерении двух компонент скорости потока полностью подавить ввыходном сигнале постоянную составляющую и низкочастотные шумы, обусловленные флуктуациями источника светаи частично подавить низкочастотныешумы, обусловленные рассеяным частицами светом.формула изобретенияСпособ измерения двух компонентскорости потока, включающий формирование в измерительной зоне двух ортогонально поляризованных интерференционных картин, полосы световых решеток которых расположены ортогонально, раздельную регистрацию и преобразование в электрический сигнал поляризационных составляющих света, выходящего из измерительной зоны, усиление и обработку электрических сигналов, о т л и ч аю щ и й с я тем,что, с целью подавления постояннойсоставляющей в выходных сигналах иснижения уровня шумов, формированиеинтерференционных картин осуществляют при неравенстве углов между каждой парой интерферирующих пучковсвета, перед усилением выравниваютвеличины постоянных составляющихэлектрических сигналов, соответствующих каждой поляризационной составляющей, после чего определяют разностьси гн аловИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ИаКайап 1 М. апд е,ИеацгеаепйоГ соапда г 1 ои 1 п а Г 1 ц 1 д 1 е е 1 евепцз 1 п 9 11 оц 1 д Ьу зове пеи ор 1 са 1аейЬодь, 1973, 5, Р 3, рр. 49-63.2. Василенко Ю.Г. и др. Лазерныедопплеровские измерители скорости.Новосибирск, "Наука", 1975, с. 83-84.