Оптический анемометр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЭО(54)(57) ОПТИЧЕСКИЙ АНЕИдержащий последовательноленные и оптически согла,ЯО 111289 источник излучения, фокусирующуюоптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник, подключенный выходом через усилительограничитель к электронному блокуобработки информации, соединенномувыходом с регистратором, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений скорости за счет увеличения соотношениясигнал)шум и упрощения обработкирезультатов измерений, источникизлучения выполнен в виде многолучевого лазера с внутрирезонаторноймодуляцией, а электронный блок обработки информации - в виде измерителя временных интервалов,1112895 5 1 О 15 25 30 35 40 1Изобретение относится к области техники измерений и может быть использовано при измерении скоросТей различных потоков, в частности га-; зовых.Известен лазерный анемометр с Использованием зондирующих пучков с многими лучами, содержащий лазер, многолученой расщепитель пучка лазера, модулятор, оптическую фокусирующую передающую систему, оптическую приемную систему, Фотоприемник 1 3.Недостатками известного лазерного анемометра являются необходимость точного исполнения многолучевого расщепителя при большом числе М лучей с обеспечением их одинаковых параметров; необходимость 8 числа сложных модуляторов и необходимость дополнительной юстиронки каждого из полученных 1 лучей для образования заданной пространственной области пересечения этих лучей. Поэтому на практике более распространены лазерные анемометры такого типа при числе лучей М = 2.Наиболее близким к изобретению является более простой анемометр с использованием решеток с узкими щелями 23Он содержит последовательно установленные и оптически согласованные источник излучения, фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотонриемник, подключенный выходом через усилитель-ограничитель к электронному блоку обработки информации, соединенному выходом с регистратором.В качестве электронного блока обработки информации в прототипе используется коррелятор, в качестве источника излучения - однолучевой лазер и решетку с й узких щелей.Недостатками прототипа являютсябольшие потери полезного лазерного излучения за счет использованиящелевых решеток, пропускающих только небольшую часть излучения. Этоснижает точность измерений за счет уменьшения чувствительности иухудшения отношении сигнал/шум. Поэтому здесь и применена корреляционная обработка, которая сложна и дает результат при больших усреднениях по массивам измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет увеличения отношения сигнал/шум, а также упрощение обработки результатов измерений,Цель достигается тем, что в известном оптическом анемометре, содержащем последовательно установленные и оптически согласованные источник излучения,фокусирующую оптическую систему, приемную оптическую систему и фотоприемник, подключенный выходом через усилитель-ограничитель к электронному блоку обработки информации, соединенному выходом с регистратором, источник излучения выполнен в виде многолучевого лазера с внутрирезонаторной модуляцией, а электронный блок обра 20 ботки инФормации - в виде измерителя временных интервалов. Блок-схема указанного анемометра представлена на чертеже.Оптический анемометр содержит последовательно установленные и оптически согласованные многолученой источник излучения, выполнен" ный в ниде многолучевого лазера 1 с ннутрирезонаторной модуляцией, фокусирующей линзы 2, линзы 3, передающей линзы 4, приемной линзы 5 и фотоприемника б, подключенного выходом через усилитель-ограничитель 7 на электронный блок обработки информации, выполненный н виде измерителя 8 временных интервалов, подключенного к регистратору 9,Элементы 2-ч образуют передающую оптическую систему,приемная линза 5 - приемную оптическую систему.Анемометр работает следующим образом. Иноголучевое излучение в анемометре образуется эа счет применения многолучевого лазера 1 с внутрирезонаторной модуляцией, излучение которого затем Фокусируется линзой 2 и поступает на линзу 3, формирующую параллельный пучок числа лазерных лучей, которые поступают на выходную передающую линзу 4, формирующую измерительный объем в области пересечения числа сфокусированных лазерных лучей.Полезный сигнал, аналогично про" тотипу, собирается приемной линзой 5 и подается на фотоприемник 6. За счет полного использования лазерРедактор С.Титоваг Корректор В. Бутяга Техред Л.Коцюбняк Заказ 2883/5 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 ного излучения, получаемого суказанным расщепителем с многолучевым лазером при внутрирезонаторной модуляции излучения, обеспечивается повышение точности измерений из-за увеличения чувствительности и улучшения отношениясигнал/шум. Это позволяет применить более простую по сравнениюс корреляционной обработку сигнала путем использования прямых измерений временных интервалов.Сигнал с фотоприемника 6 подаетсяна усилитель-ограничитель 7 ипоступает. на измеритель временных ин 12895 4тервапов 8, выходы которого связаныс регистратором 9. Поскольку в измерительном обьеме анемометраформируются резкие максимумы света,задающие базу измерения, соотношение сигнал/шум будет высоким, чтопозволяет повысить точность измерений, а также упростить аппаратурную реализацию электронного блока 1 п 8, являющегося наиболее сложнымэлементом анемометра, за счет применения измерителя временных интервалов, т.е. место корреляционногоприменить более )простой время - ц пролетный анализ.