Способ измерения скорости объекта

(54) С 1 ЕОСОБ ИЗЖ тА(57) Изобретение но-измерительной ЕШИ СКОРОСТИ ОБЬЕК-. относится технике и нтрольт быт польэовано для ного измес рения котор орости о ъектов, поверхность оптические неоднообретения - упрощеения, Плоский учасвижущегося объекта О когерентным излуны 3. Регистрацию одержитЦель и роднос е способа изм пов нос осв из точки иной вол ение зобрной йства, реал тение относится к измер его способ иэмереехнике и может бытьи оптической диагнося объектов, содержащнеоднородности, преимерхностей.изобретения я полья овано п пособ изме и гия скорос дующим обр вижущегося объект ижущихические нно по х опсуществляют сл Поверхностьом,объект естосвещают когефлиной волнырой выполняетв дп 2Рго рен 3 и ым излуч точки О,нием с,елью вляется упроя скорости обвремени измер кото щение способа измеренекта путем сокращенияния. ся условие-т -ФлгД с(оприб екторная дяющая физиизмереНия;зования уст Ка фиг.1 изображенаграмма рассеяния, по опр фро еляю лижение волново и регистрирую л-структуру рас учения в точкелоско об ческую сущность спна фиг,2 - пример динамическ ного объек еянпол м изл ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ рассеянного спекл-поля производят приемником, расположенным в точке Р. Учитывая направления освещения и регистрации излучения г , г и г, г определяют в пятне излучения на поверхности объекта положения точек А и В, соответствующих минимальному ОАР и максимальному ОВР оптическим путям излучения от источника к прилемнику. Измеряют углы г д, гс между направлением линии 1, связывающей точки А и В, и направлением освещения г и регистрации излучения г в точке В, определяющей максимальный оптический путь. Преобразовав оптический сигнал в электрический и проведя спектральный анализ электрического сигнала, определяют модуль скорости объекта Ч из соотношения Ч =л .3 Г(сов г +сов гй), где йо - максимальная граничная частота спектра.2блюдения Р, для которой выполняется условиелз 1.п г(1 (1, (2)Ъг"определяющее соответствие ди(1)ракционной картины в точке наблюдения приближению дифракции фраупгофера,Вектор 3 представляет собой линию наибольшей разности фаз, проведенную в плоскости объекта, соответствующую распространению излучения от точки расположения источника О до приемника Р, Начало вектора с соответствует точке А в пятне излучения на поверхности объекта, оптический путь через которую от источника до точки наблюдения (регистрации) ОАР минимален. Конец вектора сТ соответствует точке В, оптический путь через котове) Р рую ОВР максимален. Вектора г и г показывают направления освещения точек А и В объекта, векторы г и г - направления приема излучения, рассеянного в точках А и В поверхности объекта.Амплитуда рассеянного спекл-поля в точке регистрации может быть представлена следующим образом;Ф щАЕ(1)ехр(ге -1 ( +2+1 г -1+Ч( с 12, (3)где 2 - рассеивающая область (пятно- излучения), 1 - вектор, определяющий положение произвольного элемента ЙЯ. в пятне излучения, Г - линейная скорость движения объекта, А - коэФ 4)ициент характеризующий индикатриссу рас 7сеяния, зависящий от оптических свойств рассеивающих неоднородностей объекта в пятне излучения , Е(1) распределение амплитуды освещаемого излучения в пятне.При выполнении пространственных условий освещения и регистрации (1),й (:1(2), а также , - , - , - 1, частотныйгаэнергетический спектр электрического сигнала, полученного из регистрируемого спекл-поля, принимает вид4У УС (ОО) =() (А (Е(о) Е (1 6/Е) ехр 112 Т(У х .(1 -1(сов гс 1+соз гс 1)с 1 Я) ехр 1 Сд"с 1 ((4) Верхний предел интегрирования ог- раничен максимальной частотой в спекторе сигнала , с учетом которойС (оо) =) АЕ (о ) х,А Л277(созРУ+сов 78)при бай Сдо ю2 Ггде йЪ=2 дй, =уЧ(совг,(1+сов г(1) при Я О,.Проводя спектральный анализ электрического сигнала и определяя граничную максимальную частоту спектра К( значение измеряемой скорости 7 определяют из соотношенияЧХ.(5)созг 3+совКТаким образом, измерение скоростипри учете измеренных углов (гЮ) и(г Я) возможно для произвольного направления освещения объекта, что упрощает условия проведения измерений,снимает необходимость освещения иприема излучения в направлении нормали поверхности объекта, снижая временные затраты.Способ реализуется с помощью устройства, изображенного на фиг.2.Излучение когерентного источника 1 через диаграмму 2 (вместо которой при близком расположении объектацелесообразно использовать онтическую систему уменьшения расходимости.пучка-коллиматор), освещает плоскостьдвижущегося объекта 3. Приемник 4установленв точке наблюдения рассеянного спекл-поля, С помощью оптического отсчетного устройства и угломера (на фиг,2 не показаны) определяется положение линии наибольшейразности фаз 1, связывающей точки Аи В, соответствующих минимальйому имаксимальному оптическим путям источник - объект в ,приемник, а также-еЬ.ъ -у -ризмеряются углы г(1, годе Фотоприемних4 преобразует оптический сигнал вэлектрический, который подается,наспектроанализатор 5. С помощью анализатора 5 определяют граничную максимальную частоту энергетическогоспектра Х(р и по соотношению (5) .вычисляют скорость движения объекта вплоскости освещенного пятна.Формула и з о б р е т е н и яСпособ измерения скорости объекта,заключающийся в том, что объект осве щают коге5рентнымВолны излучен1сп У Регистриием.линойспекл-с уют динамиэЛ ч УктурумическУчения,ссеяннванн ф преобразу О объектомОе изл тзаена Л П ОУчение вэлектР гистри,Р водят спе Рическидоэлектричческогоспектральн " снгыи аналтам кото сигнала, лизсудят О результал скОРОСтичто, а ю щ и и объекс целью я темсокращеения в еРощения сспособа1деляю Ремени изм путемт в пяти мерения,ности б " излучен0 ъекта п ПОВопречески- положен верхпуть через я точки, опот источни 5 483380,ка изл6учения до тнималенточки регании , сжду нап аравление лнаправлен иямие эти дв е точклирациосвещении, ии г, оптяк, ирыхические прегистО ндо пятипути в оу скоростиальны, а внияОпределяюи тиз соотношеЧ а, 3 (созгатсо где Г созт Ф Со у о - максимал альная г а тота с пектра,час483380Составитель А,Тимофеев Редактор Н.Горват Техред ц.дидык Корректор А.Обручар Заказ 2822/42 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01