Лазерный измеритель скорости

Устройство воспроизводит ударные импульсы чистые по форме и свободные от резонансов. Максимальные ударные ускорения и диапазоны длительностей ударных импульсов приведены в табл. 5 для выталкивающих катушек с различным числом витков. Основное преимущество устройств электромагнитного типа —стабильность воспроизводимых ударных импульсов, получаемых при достижении заданного напряжения па конденсаторах. Недостаток — влияние сильных магнитных полей на датчик силы и вторичную аппаратуру обработки результатов измерения, однако это влияние можно уменьшить тщательной экранировкой элементов. При применении лазерного измерителя скорости погрешность аб- [c.369]

В обзоре [54] обсуждается лазерный измеритель скорости на базе интерферометра Фабри — Перо с регистрацией изменения положения интерференционных колец во времени при помощи высокоскоростного фотохронографа. Искомая скорость поверхности определяется по величине смещения интерференционных колец в фокальной плоскости выходной линзы интерферометра с использованием соотношений типа [c.70]

Глава 10 Лазерный измеритель скорости [c.193]

ЛАЗЕРНЫЕ ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ [c.278]

Доплер (1803—1853) исследовал эффекты, связанные с движением источника излучения и наблюдателя, и сформулировал хорошо известный принцип, согласно которому при относительном движении источника и приемника частота волны, испускаемой источником, в системе отсчета, связанной с приемником, изменяется [207]. Поскольку это положение составляет основу действия лазерных доплеровских измерителей скорости, обсудим его несколько подробнее. [c.278]

В лазерных доплеровских измерителях скорости электрический сигнал на выходе фотоприемника содержит помимо доплеровской составляющей помехи, существенно затрудняющие последующую обработку, К ним относятся амплитудный шум лазерного излучения, модуляционные шумы, возникающие от пересечения падающих и рассеянных световых пучков движущимися рассеивающимися центрами, а также низкочастотная составляющая сигнала, которая соответствует постоянной компоненте распределения интенсивности интерференционного поля на светочувствительной поверхности фотоприемника. [c.290]

Эта схема применима в лазерном доплеровском измерителе скорости. Система позволяет производить измерения средней скорости в пределах 10" —50 м/с с точностью 0,1% и пульсации скорости в полосе частот 1 кГц с точностью 3% [72]. [c.296]

Лазерные доплеровские измерители скорости находят все более широкое применение в научном эксперименте. В качестве примера можно привести исследование гидродинамики однофазных и двухфазных турбулентных потоков [222]. В машиностроении доплеровские измерители скорости могут успешно использоваться, например, для управления координатно-расточными станками, для калибровки клапанных устройств [252]. Несомненно, что со временем сфера применения этих приборов намного увеличится. [c.303]

Лазерные доплеровские измерители скорости. Новосибирск, Наука , [c.327]

Лазерные допплеровские измерители скорости. Применение лазеров для измерений скорости вещества в экспериментах с ударными волнами основано на использовании эффекта Допплера. Так как при скорости движения отражающей поверхности 100— 1000 м/с эффект весьма мал (сдвиг длины волны излучения [c.67]

Рис.2.15. Схема регистрации волновых профилей лазерным допплеровским измерителем скорости 3 , 32-100%-е концевые зеркала 50/50-50%-й светоделитель

Лазерные интерферометрические измерители скорости вещества в ударных волнах применяются как для фиксации скорости движения свободной поверхности тела, так и для измерений волновых профилей внутри прозрачной среды или на поверхности контакта между исследуемым образцом и окном из прозрачного материала. При этом следует учитывать влияние ударного сжатия прозрачной среды на ее оптические характеристики и закономерности отражений света в ней от движущейся поверхности. [c.71]

Современная экспериментальная физика ударных волн располагает методами измерения кинематических параметров с достаточно высоким временным разрешением. В основном, для анализа структуры ударных волн используются профили массовой скорости, полученные с помощью лазерных интерферометрических измерителей скорости, которые имеют наносекундное временное разрешение. На рис.3.11 показаны профили волн сжатия в алюминиевом сплаве 6061 Тб, полученные с применением лазерного интерферометра [31]. Резкое уменьшение ширины пластической волны сжатия при увеличении ее интенсивности говорит об уменьшении коэффициента вязкости по мере роста сдвиговых напряжений. В эксперименте с ударной волной максимальной интенсивности (9,0 ГПа) коэффициент вязкости т] < 30 Па с. [c.93]

Измерения волновых профилей стационарных детонационных волн дают сведения о скорости взрывчатого превращения, а также опорные точки для определения ударной сжимаемости исходного ВВ и уравнения состояния продуктов взрыва. Для этих целей используются различные варианты магнитоэлектрического метода измерения скорости вещества, метод манганиновых датчиков давления, лазерные доплеровские интерферометрические измерители скорости, а также методы, основанные на регистрации затухания ударной волны, возбуждаемой в эталонной преграде детонацией исследуемого ВВ. Более подробно физические принципы и конструкционные особенности методов измерений параметров ударных и детонационных волн описаны в гл.2. [c.272]

Работа лазерных интерферометрических измерителей скорости основывается на фиксации сдвига длины волны лазерного излучения при его отражении от движущейся поверхности [9, 13 — 15]. Сочетание двухлучевого интерферометра с высокоскоростным электронно- [c.273]

Поскольку Р>1, то при заданных значениях и То (или о ) любое отклонение программы движения поршня от равномерной будет приводить к увеличению циркуляции и импульса кольца. Значение циркуляции измерялось [115] с помощью лазерного допплеровского измерителя скорости в оторвавшемся от отверстия вихревом кольце при нескольких значениях о//)о и Я. Оказалось, что измеренное значение Г на 30 — 40 % больше значения Го, вычисленного согласно [c.242]

Похожее и относительно недорогое инженерное применение лазерных измерителей деформаций может заключаться в непрерывном наблюдении за деформациями созданных человеком сооружений, таких как плотины и большие здания. Хотелось бы знать, как воздействуют на эти сооружения землетрясения, как изменяются их деформации, вызванные изменениями как в земной коре, так и в самих сооружениях. В шахтах с помощью измерителей деформаций, помещенных в соответствующие точки, где можно измерить скорость колебаний, могут быть предсказаны будущие обвалы. [c.137]

Очевидно, что эти приборы можно использовать и в других областях геофизики. Например, существуют указания на то, что Северная и Южная Америки дрейфуют от Европы и Африки со скоростью несколько сантиметров в год. Движение возникает в среднеатлантической зоне крупных разломов, большинство из которых находится под поверхностью океана. Однако часть этой зоны пересекает Исландию, и здесь можно было бы с помощью лазерного измерителя деформаций регистрировать скорость дрейфа. Другое интересное место расположения измерителя деформаций для определения тонкой структуры движения земной коры — Барбадосский желоб. Это — зона сжатия, в которой дно Атлантического океана движется со скоростью в несколько миллиметров в час относительно Карибских островов. [c.137]

Осуществление принципа гетеродинирования частот излучения в трехзеркальном интерферометре может обеспечить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность других интерферометров. В работе [18] описан интерферометр, в котором используется двухчастотный лазер с длиной активного резонатора 80 см и пассивного резонатора 10 см. Такое соотношение длин активного и пассивного резонаторов обеспечивает совпадение только двух их резонансных частот. Вблизи совпадения резонансов активного и пассивного резонаторов одна из частот генерации возмущается, а другая остается невозмущенной. Информация об изменении длины пассивного резонатора заключается при этом в разностной частоте генерируемых колебаний, скорость изменения которой при изменении длины пассивного резонатора может составлять величину 5 кГц/А. Оцениваемая чувствительность такого измерителя в случае использования синхронного детектирования составляет 10 А. Однако описанные трехзеркальные интерферометры достаточного применения для измерения длин и перемещений в настоящее время не нашли они еще не могут конкурировать с хорошо отработанными лазерными интерферометрами Майкельсона. Широкому их использо- [c.236]

Универсальный измеритель. Мы остановились более подробно на измерении длины и времени, так как это наиболее важные физические величины. На такой основе нетрудно создать простые и надежные методы измерения других характеристик вещества и поля. Расскажем об измерениях скорости. Они основаны чаще всего на эффекте Допплера, т. е. изменении частоты света при движении источника света или предмета, отражающего свет. Для этого пригоден обычный лазерный интерферометр. Таким методом измеряется скорость горячей прокатки листового металла в металлургическом производстве, скорость движения обрабатываемых деталей, скорость движения ледников, скорости воды в реке. [c.75]

Более систематическое исследование превращения титана в ударной волне проведено в работе [41]. Образцы вырезались из титанового прутка, изготовленного методом электроннолучевой бестигель-ной зонной плавки [42]. На рис.6.7, 6.8 показаны профили скорости свободной поверхности образцов чистого титана, зарегистрированные с помощью лазерных измерителей скорости во взрывных экспериментах (рис.6.7) и при воздействии на образцы мощного импульсного ионного пучка. Во взрывных экспериментах вместо двухволновой структуры на волновых профилях регистрируется лишь уменьшение градиента скорости в волне сжатия. В экспериментах с ионным пучком и регистрацией волновых профилей с помощью лазерного измерителя скорости ОКУ18, имеющего временное разрешение [c.239]

Для анализа структурной схемы лазерного доплеровского измерителя скорости (ЛДИС) рассмотрим случай отражения назад света лазера с частотой испускаемого излучения vo от движущейся навстречу падающей волне частицы. В этом случае доплеровский сдвиг частоты (ДСЧ) будет иметь максимальное значение и согласно выражению (11.13) запишется следующим образом [c.229]

Современные физический эксперимент и промышленная технология (в частности, машиностроение) требуют создания бесконтактных высокоточных измерителей скрости механического движения тел в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном). Большие надежды в этом плане связаны с развитием лазерных доплеровских измерителей скорости (ЛДИС) [72]. [c.278]

В кон. 1970-х гг. началось пра стич. внедрение лазерных доплеровских измерителе] скорости (ЛДИС), источником света в к-рых служит лазер, и скорость газа [c.169]

Это связано с тем, что жесткая конструкция прибора позволяет выдерживать большие ускорения. Кроме того, военные специалисты считают достоинством лазерного гироскопа тот факт, что его выходной сигнал легко может быть выражен в цифровой форме, позволяющей сопрягать его с бортовой ЭВМ. Летом 1970 года были завершены испытания лазерного гироскопа, созданного по заказу НАСА фирмой Сперри [7]. Отмечается, что эти испытания позволили сформулировать требования для бортовой бескарданной инерциальной системы управления летательным аппаратом. Испытательная установка включала в себя четыре основных блока (рис. 49). В один из них входил лазерный гироскоп, во второй — система контроля параметров измерителя, в третий — цифровая вычислительная машина, в четвертый — индикаторное устройство. С лазерного измерителя угловой скорости на систему контроля параметров поступает выходной сигнал, свидетельствующ,ий о вращении, и сигналы, связанные с температурой внутри блока, с измерением параметров и другие вспомогательные сигналы, которые используются для регулирования режима работы лазерного измерителя. Основной сигнал, несущий информацию о вращении, поступает на ЭВМ, которая используется для проведения необходимых вычислений. В индикаторном устройстве в реальном масштабе времени высвечиваются данные о вычисленных пространственных координатах. Для проведения упомянутых- испытаний лазерный блок был смонтирован на поворотном столе, имеющем электронное управление скоростью вращения в широком диапазоне и приборы контроля. ЭВМ была разработана специально как часть трехстепенной сис=- [c.158]

На рис.2.15 приведена схема лазерного допплеровского измерителя скорости VISAR [50, 51]. Фиксация изменений скорости отражающей поверхности с его помощью производится путем регистрации периодических изменений интенсивности (биений) при интерференции двух лучей когерентного света с близкими длинами волн. В данном случае интерферируют лучи света, отраженного от движущейся поверхности в разные моменты времени. Если скорость отражающей поверхности изменяется, то, вследствие сдвига по времени, величина эффекта Допплера для интерферирующих лучей оказывается различной. Регистрируемые фотоприемниками биения интенсивности имеют частоту, пропорциональную ускорению отражающей поверхности и величине относительного сдвига по времени. [c.67]

Лазерный измеритель волновых скоростей. Идея лазерного измерителя волновых скоростей (ЛИВС) [55] поясняется риС.2.16. Индикаторная преграда, размещаемая по ходу ударной волны непосредственно за образцом, представляет собой набор тонких полированных пластин из прозрачного материала, чаще всего — оргстекла. [c.73]

Рис.2.16. Схема лазерного измерителя волновых скоростей (ЛИВС).

На рис.5.38 приведена схема опытов [80] по изучению краевых эффектов откола. Опыты проведены с образцами титанового сплава ВТ5-1. Импульсы ударной нагрузки возбуждались в образцах плоскими ударниками большого диаметра. На тыльной поверхности образца устанавливалась массивная стальная ограничительная шайба. Внутренний диаметр шайбы задавал размер зоны откола в образце и варьировался в пределах 10 — 20 мм. В некоторых опьггах с помощью лазерного допплеровского измерителя скорости проводилась непрерывная регистрация скорости движения центральной части откольной пластины. В экспериментах определялся запас кинетической энергии в плоском откольном слое после образования магистральной трещины и критический диаметр отверстия в [c.218]

Среди методов определения структуры химпика по измерениям затз хания ударной волны в преграде следует отметить м д лазерного измерителя волновых скоростей (ЛИВС) и метод яркостного индикатора. Прецизионные измерения скорости ударной волны методом ЛИВС в преградах, составленных из набора тонких прозрачных пластин выполнены в [18, 19]. Этот метод позволяет проводить [c.274]

При реальном обтекании летательного аппарата или его элементов (крыла, фюзеляжа, оперения и т.п.) при определенных углах атаки и числах Маха могут возникать отрывы пограничного слоя, приводящие к появлению нелинейности в суммарных аэродинамических характеристиках. В настоящее время идентифицировать отрывное обтекание при больших дозвуковых скоростях позволяют как количественные, основанные на измерении местной скорости (термоанемометр, лазерно-допплеровский измеритель скорости), так и качественные (пневмометрические, жидкая пленка, оптические) методы измерений. В качестве вариации пневмометрического метода измерений для определения перехода пограничного слоя на крыле использовался метод пульсаций полного давления [1]. В принципе такой метод может быть использован и для определения отрьша пограничного слоя. Однако для этого необходимо перемещать насадок полного давления вдоль поверхности или устанавливать поверхностные козырьки (трубки Стантона). [c.114]

Функциональная схема инерциальной системы без гиростабилизированной платформы [7] приведена на рис. 25. Назначение отдельных блоков понятно из рисунка. Видно, что в системе для счисления пути используются датчики первичной информации и вычислительные устройства. Такими датчиками являются блок гироскопов, блок акселерометров (измерителей ускорений), блок оптических телескопов. Поступаю щая информация обрабатывается в вычислительном устройстве и поступает на органы летательного аппарата, управляющие и регулирующие его движение (рулевые органы, двигательную установку). Все вычисления при работе БИС разбивают на две группы вычисление ориентации объекта и навигационные вычисления. Для коррекции БИС используются оптические телескопические системы типа солнечных или звездных ориентаторов. БИС наиболее чувствительна к ошибкам группы приборов, выдающей информацию об угловом движении объекта. Поэтому использование лазерных датчиков угловой скорости вращения дает существенные преимущества. Ожидается, что с их применением можно построить высокоточную, простую, малогабаритную БИС, пригодную к использованию в быстром а не врирующих объектах. В иностранной печати сообщалось, что если БИС, построенная на роторных гироскопах, стоит 90 000 дол., то использование Лазерных датчиков при сохранении той же точности по- [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...