Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени скоростей движени жидкостей, газов и рассеивающих свет поверхностей. Известно устройство дл измерени скорости потока жидкости или газа, содержащее кольцевой лазер, акустооптический модул тор, установленный на пути одного из двух лучей, генерируемых кольцевым лазером, и генератор, управл ющий работой акустооптйческого модул тора, а также передающую и при емную оптические системы и фотоприемник , подключенный к измерителю доплеровской частоты и элементам обратной св зи с генератором. Недостатками известного устройства вл ютс его сложность и громоздкость и неработоспособность в услови х , когда рассе нное частицами излучение депол ризуетс . Известно устройство, прин тое за прототип, содержащее последовательно расположенные источник когерентного излучени и оптически согласованные с ним однополосный частотный модул тор светового пучка, формирователь интерференционного пол , формирователь изображени интерференционного пол в рассе нном свете, фотоприемник с подключенными последовательно полосовым фильтром и измерителем доплеровского сдвига частоты. Измеритель доплеровского сдвига частоты в прототипе содержит смеситель и перестраиваемый по частоте ге теродин дл преобразовани частоты доплеровского сигнала в заданную про межуточную. Недостатком известного устройства вл етс пониженна точность измерений из-за невозможности плавной пере стройки частоты несущей доплеровского сигнала в оптическом канале. Это вызывает необходимость работы фотоприемника в широкой полосе частот, определ емой высокой модулирующей ча
тотой акустооптйческого модул тора (дес тки мегагерц), что, в свою очередь , ведет к понижению чувствительности фотоприема и повьшению уровн шумов. Другой недостаток - пониженна надежность устройства из-за наличи лучевого расщепител , критического к юстировке и вибраци м. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений скорости.
50 Световые пучки, выход щие с противоположных торцов резонатора, направл ютс зеркалами 2, 3 и объективом 6 в исследуемую среду, скорость которой подлежит измерению. В области пеПоставленна цель достигаетс тем, что в известном устройстве, содержа- . щем последовательно расположенные источник когерентного излучени и оптически согласованные с иим дополнительньй однополосный частотный модул тор светового пучка, формирователь интерференционного пол , формирователь изображени интерференционного пол в рассе нном CBeie, фбтоприемник с подключенными последовательно полосо ым фильтром и измерителем доплеровского . сдвига частоты, формирователь интерференционного пол снабжен фазовым модул тором и в устройство введен перестраиваемьй по частоте генератор , выход которого через двухполупериодный выпр митель электрически св зан с управл ющим входом источника когерентного излучени и через формирователь пр моугольных импульсов подключен к фазовому модул тору. На чертеже показана схема устройства дл измерени скорости. Устройство содержит полупроводниковый лазер выводом излучени с противоположных торцов резонатора и. размещенные последовательно на пути световых пучков поворотные зеркала 2 и 3., однополосный частотный модул тор 4, фазовый .полуволновой модул тор 5, формирующий объектив 6, приемный объектив 7 с апертурной диафрагмой 8, фотоприемник 9. К фотоприемнику последовательно подключены перестраиваемый полосовой фильтр 10 и измеритель 11 доплеровского сдвига частоты . Однополосный частотный модул тор 4 подключен к генератору 12. Перестраиваемый по частоте генератор 13 через двухполупериодиый выпр митель 14 подключен к полупроводниковому лазеру 1. Выход этого же генератора через формирователь 15 пр моугольных импульсов подключен к фазовому модул тору 5, Устройство работает следующим образом . 55 ресечени этих пучков формируетс интерференционное поле, пространственное распределение интенсивности которого описываетс известным выражением 1(х)/Е„ (х) /Ч/Е (х) /+2/Е, (х) /. «/Ер (х)/cos , ( о . S амплитуда пол 1-го пучка; частотный сдвиг световог пучка на выходе частотно го модул тора 4; - модуль вектора интерференционной решетки; Л - пространственный период интерференционного пол ; - фазмер интерференционной полосы); 2 el - угол между интерферирующими световыми пучками; Я - длина волны лазерного из лучени . Направление оси выбираетс ортогонал ным к биссектрисе угла . Питание лазера модулируетс электрическим сигналом с частотой . , ко торый формируетс генераторм 13 и вы пр мл етс двухполупериодным выпр ми телем 14. Поэтому интенсивность световых пучков, формирующих интерферен ционное поле, мен етс по закону #/cosS,t/, где у- крутизна ватт-амперной характеристики лазера. Фазовый полуволновой модул тор 5 управл етс напр жением с выхода формировател 15 пр моугольных импульсов.Эт напр жение синхронизировано с напр ж нием питани лазера, поскольку оба Напр жени формируютс из сигнала ге нератора 13. Фазовый полуволновой мо дул тор модулирует разность фаз интерферирующих пучков по закону 4 1/2 SignCCos Я, tl. Следовательно, результирующее интерференционное поле (1) с учетом модул ции лазера и действи полуволнового фазового модул тора 5 можно описать выражением -, .Д WE , //Cos a,t/+ v/E / /Cos a, t/ + + V2/E /-/Ej-/CosS. t/ Cosi:(at-kx) + , + I a, t или после элементарных пpeoбpaзoвaни и, принима во внимание, что /Cos Sign (Cos a)Cosa t, имеем I(2) ,,t/ пьедестал интерференционног пол ; У 2/Ё, a:t-Cos at-kx)коррел ционна компонента интерференционного пол ,распределенна в направлении оси X с пространственной частотой К. Пусть зондирующее интерференционное поле в направлении оси пересекаетс частицей, движущейс со скоростью V. Сформированное в рассе нном свете изображение интерференционного пол на светочувствительной поверхности фотоприемника представл етс сверткой пространственного распределени интенсивности интерференционного пол (2) и функции IV (х) В 6c-vt), описывающей движущуюс частицу.Здесь If- функци , описывающа форму частицы , функци , определ юща положение частицы. Ток на выходе фотоприемника пропорционален интенсивности изображени интерференционного пол в свете, рассе нном движущейс частицей . Отсюда получаем дл выхода тока фотоприемника (увеличение приемной оптики принимаем дл простоты за единицу) ООСО . )S(x-vt)dx+р f IfCx) соJ |«S(x-vt)dx, (3) f- коэффициент, учитывающий чувствительность и усиление фотоприемника. Подставл в О) значени „ и I значени „ и G) и учитыва фильтрующее свойиз - функции, получаем ство Pl{lE,(t),(l)(vtJ|Cosa,tK , . 2|E,(t))/4(vt)-CosSZ,tx «OosCa -Kv(tU . Выполнив элементарные преобразовани произведени косинусов в сумму коси-. нусов, приходим к окончательному вы-. ражению, описывающему ток на выходе фотоприемника: (Cosa t)+A,3,Cos (a-a,-u))t3 + + A,Cos(a + a, , ) здесь A, , (t), (t)} (); A, Py /E, (t)/-/E,(t)/.t| dft); Из (4) видно, что ток на выходе фотоприемника содержит составл ющую, соответствующую пьедесталу интерференционного пол ,и две компоненты С разностной и суммарной частотами несущей . Полосовой фильтр 10 настроен на