автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка оптических методов и средств исследования потоков на основе селекции пространственно-временной структуры рассеянного света

:)ноо1фД>схии тсуЛАРегпЕН?ши т?:хничкг:кия укитжрситет

на нрикнх рукописи

¿УПНМЗЕЕ НИК0Л398ИЧ

УДК 6Я1. .>АЗ:77А. 4«-6<М. 51й. 5

РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТОКОВ НЙ ОСНОВЕ СЕЛЕКЦИЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ стрнктзры рассеянного света

Специальность Ой. 11. 15 ИнФорнчционно-иммерич-ельные системы

АВТОРЕФЕРАТ амггертииим нн соисклние ученой степени аоктори технических нлук

Новосибирск

1993

Работа выполнена в Институте теплофизики СО РАН

Мициллыгае оппоненты: д. -к. и.. проф. И. Н. Бете РОВ д. т. н. . Ю. Н. Солодкин

а. т. и. . проФ. п. К. Твердоклеб

Закита состоится 1993 г. в /О часов н;

заседании спеинализкровакког’о совета Д. 063. 54.03 по заоит« диссертаций при новосибирском Государственной Технкческо! Университете (630092, Новосибирск, пр. К. Наркса. 20).

Автореферат диссертации разослан_______£__1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кашвдзат тештаескях туяс* шярггг

1. ОБЗАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблаан. Зззченке оптачес^:: методов

трудно переоценить в рспгнкн Фукдамектальказ и прикладных задач, связанных с зкспернкестаяьникн иссяедоваякягм турбулентных про-доссов в одлоС-азкин ¡1 ¡яого^азкыг срадаз. ггрэдессон тепло- ¡1 нас-сообкепл, с изучением структурах и теплоОмзических свойств газс-г.иг. к ке::л” л с 1 ;ре .-¡а ¡гн:'сргд. С', :-рл принеиек »я оптических кетодои распространяется тл:<мг на ирсг.кгтлелиуп тг-налопю, океанолога, э!солог;:з, кедгип'.и? к др. облаете челог.ечесхой деятельности. Вал-НеГзее ДССТй!ЯТСТПО 01ГП!ЯС-С;ьоП Д!ИГ!!ОСТИ!СИ состоэт в том. что ПРИ гаперенияк и среду ::е злосятсп ¡:2:гпкггческ:<е созгатеенля. нскалаз-спе яссягдуе1:::Г: процесс. Екрошей спе:стр орилозюкпл предопределяет кногоойрлзне оптичесгснх пето до::. отлкчдг.яжеп по Функционал ышн ноз!«озз:остя:< н тех1Егсес:зг;1 ропэв::яя Г1. 2). Сзтическне методы

г.о:шо условно разделить на тр:: основной изпрлалегим. Я1слх:чагг:ие и себя ;'.:<:М'Р=>н.-.д 1с;;пемат;г-тескг!й. структургг,« и термодинамических параметров (икрлиенте "спт;гчес!сап дтк гностика пото'гсов" употребляется здесь !с:е;шо п это:! складе). Различие *:1зичес!сие модели '.геедэдуе!^:: процессов ггртоодят к рдз:«ггпз гракил нег^ду зтммн нап-ра пленники.

В диссертации основное ш^ание уделяется оптическим методам измерения к::нсиат:1чес:ся: к структурных паргкетров потскос. Первые ОСНОЯЗПП 13 Г.ОЛЫ-'ИСТПО СС02!1 ИЯ ПРКНШШ32 лазерной доплероаскоЛ аиененгтрик. к-гор:.:е - нз шгтегрзлькыз преобразовапкях оптического спгяаяа. Литореи начата ггссдедоэлгагл ко доялсроксгссЛ анекокатрин в гедгл ее зароздепия (первая зарубелвзя яуОагсияпя Ле и К31«шнса поягпсась з 19С? г., перяа’т отг?г:с-ст?зкпзп - 3. С Гяатсегитогсл - в 1952. иегзаи работа актора [31 - гг 1955). !1е~отсруе результата, соманг а яиссерташгэ. относятся 5: периоду становления н -,Ч>р:гн-рованкн лазерной локлеросскол а.чомз:«етр:а1 (ЛЕД) ¡сан ¡юбого ка -прааяетш оптической измерительно!-: те"н:«сл-

Теоэтя я пгкгктегза ЛДй далеко щзодекяутл в рлботап отечветгепжж и зарубзмгггс г^тяглц:. В ССэто раззтгт-се в зкачн-тгяьпей «аре стгп5гдггг-с"зл-гсь алояотэс-Р’лоП ксн^г^ашшой а сотрус-шиестно«! коска зехо?; к ггокосг&грсксй ваутап пход. зарубехпие исследователи тра^сжюгто 0!;э2лл;:сь "пзрект з оргистнчгсг.»;* Рвад;:за-

сї:н пзкерктелышк систем. Б результате кмрояой ршюк лазеркні аненоиетров практически полностью копоесіязідоовзн £яр«зкн ТКРИО-СКСПиК (С?А) я ВЛЕТЕС (СЇЇА, Даісія). Как в полагается мокопслкс-тан ери дєіїиілпіой рііпочпоЛ иопь.;.і:;т7і'Є. злі «Иірміз еішусііщуї уісі-¿гашрогакннЯ ряд дазергшг гягмскгтроЕ, с різгнтмроваасзг іга сі>єдіш< требования к тегск:;чесш::! «гараіггі-Рікт'Асяїі. 8 пгрвта очередь згс относігтсч к сравнкте-іько :;ігзі;ой чус<тк;7е.ЕЬїюста при рзботе б ре-яіікє обратного рассокпня. з Результате чого ограничсгаитск л»иіа нлческ*» и частотінш диапазона кзкорпькаг пгзьсаді'Л скорости. г кзкореіи’.я ы йоздуїзик потоках с естсстйан.п£< заві:г:еі£«гн іші і гіуїРопотоиг.х ка <;с;:ы:;к5 расстошогяЕ часто становятся неразргяпко* проблемі':. В ¡іат^м страпг. прокис^еикое серийчое гірсизгодстьо АД/

• отсугстйуєт. а гошорт обходится з средней в 60-200 тис. долларо» за дг:^єі;::.т.ір к заскстіоста от коныкг.та^^г. Потребность в прлбэ-рак для оптической дкапзосппм потокок в наі-чньізї нссясдоііаі.нях і в про;ї.«лєішой текполог::^ кскллчхтегьїіо вгяккд. В ¡ірикладкой гіід-ро- н азродішаіпже. как її бо «погне прск=ияенках. технологиях, пы-по;ше:;ке работ на совреныснон урвваг? к-ьозноізіо без прия&нєїі>:> оігпгчєскил нзнереа<:Д. Создание н производство оптичеекпзг кзиєри-тсяькііх сіістєи крайнє нг?обго;жко и я тегияческсго пєрєвооруьєпн; шюпб вагііейі.гг напрааяаріяй научного гхенержента и прсашвш»-го ¡¡роизікздетва.

Разработка оптических методон гтзкереякм ставит перед не следователе и кокллсксцув задачу еыявдс.чкя связей ?<~хг.у параметра.’» исследуемой среды и карактйріістикаїоіі рассеянного издучешіл, игрека э-С-^ектаких тегапчеелня Рсі.;епяД дм я скстеи форкировашія и обработки оптического сигнала, в содєрзіші.е? предсташшеной работ* ¡ваоііят теоретичнегсие и зкесериненталыаг исследования. оригігоіро-ваннке на обосновакке методов оптической днагностікя потоков, расажреют фуккжокгдьгога я тє^пітчєскіїх еозноївостєй. Практические реализации разработагаых методов предстзаакхгг собой комплексные кі>Форнаі»;окпо-изисрнтедьпае системы, состожяе яз опткческсгс датчика, которг.-їс Сорммруєт зошшруііеєє световое поде. выполняет приеи я оптическую обработіїу рассеянного светового скгпааа, еге Фотоэлектрическое преобразование, а устройства обработки электрического сигнала, дєйстзуоїієго как автепокао. та;; п в реаке облака с 3Вії В этом научном направлении нохно пия&гкть ряд проблем.

из которых приоритетность одних бша нанбольеей в начальный период исследований, вооедвнх в дис с ертадиопнутз работу, тогда как другие можно отнести к категории вечных, В области классической лазерной анемометрии. к развитию которой автор ннеет прямое отно-севие, это касается теоретического и экспериментального обоснования измерительных устройств, действие которых основано на пространственно-временной селекции оптического сигнала, разработки некоторых базовых измерительных саек, проблемы повышения помехоустойчивости и расиирення динамического диапазона систем обработки сигнала. Предметом диссертационного исследования являются также нетраяидиокпые методы оптической диагностики с расширенными Функциональными возкозвостяни. Среди них - лазерная анеконетрия с адаптивной пространственно-временной селекяней н визуализацией вектора скорости, полупроводниковая лазерная анемометрия. АДА с оптической дискрииинапней доплеровского сдвига частоты, визуализация в реальном времени поля скорости, применения ЛДА в средах с Фазовыми неоднородностями, измерение размеров рассеивасзнх час-тип. измерения с селекцией когерентяой компоненты оптического сигнала, цветная визуализация в реальном времени поля оптической плотности. В круг вопросов, рассматриваемых в диссертации, входят практическая реализация разработок , предназначенных для применения в научных исследованиях я в прскьияенной технологии. В диссертации такае обобаены результаты НИР и СКР. выполпешшк в 19691992 г. г. под научный руководством к при личнои участии автора.

1. г. Связь с госудрственшада программами и НИР: работа по тепе диссертации выполнялась в соответствия с планами !ПГР Института теплофизики СО РАН "Разработка когерентно-оптических нетодов дкагиосткян потоков" (номер госрегистралик 01. 86. ОС&4733!.

1. 3. Цель исследования: разработка нетодов оптический изме-

рений С!СОРОСТИ £5 СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ ГЭЗОВЫХ П КСЯЯ.еНСЕОЮВаПЕЕУК

сред на основэ седекпкп прострапстввнно-врекекаой струсттры рассеянного света, создание изнерптедьаых систем, оркевтарованных ка применение в иагчпык экспериментах а з промаяеншсг технологиях.

1.*г. Б работа ксзодьзоваиа методц теории якнэ?аая систем. воЕзоюй. геокгтркчэской и Оурье-оятага. а такзе гг:с п е р:гл ектаяь-саг иссггдозгяяя. '

1. 5. Кзучиал иоечзна дпесерталкп: состоят з то-,;, что з гей

впервые:

- развита в ранках Фурье оптики теория ЛДЛ с анализом пространственно' временной структуры оптического сигнала, ее связи с исследуемой средой и способов селекции этой структуры в когерентном и некогерентном режимах;

- предложены и исследованы методы лазерной доплеровской анемометрии на основе Фотосмешения боковых полос Фурье-спектра оптического сигнала и дифференциальной компенсации низкочастотного пьедестала;

- предложен и исследован нетод лазерной анемометрии с оптической дискриминацией доплеровского сдвига частоты;

- разработаны методы лазерной доплеровской анемометрии с адаптивной пространственно-временной селекцией и визуализацией вектора скорости;

- предложены и исследованы способы оптической диагностики сред с Фазовыми неоднородностями, нетод цветной визуализации в реальном времени полей оптической плотности потоков, а также обосновано расширение функциональных возможностей ЛОЛ на измерение в реальной времени размеров частиц;

- предложены методы повышения устойчивости к неполной компенсации пьедестала в сигнале, управления динамическим диапазоном измерений посредством редукдии относительной вреняпролетной ШИРН-[ш доплеровского спектра, расширения функциональных возможностей на визуализации в реальном вренени вектора скорости;

- развиты методы полупроводниковой лазерной анемометрии, практически исключапвие зависимость результатов измерений от спектральной ширины лазерного излучения.

1. б. Практическая ценность и реализация результатов работы.

На основе полученных результатов и выводов разработаны измерительные устройства и приборы, в числе которых: созданный сов-

местно с Конструкторе ко-те ¡снологическим институтом научного приборостроения (КТН ШГ) Сибирского отделения РАН и выпускаемый на производственной базе этого института лазерный доплеровский анемометр с адаптивной временной селекцией и визуализацией вектора скорости (ЛОА ЛВС) и его оптико-волоконные аналоги; первые отечественные лазерные анемометры, разработанные в сотрудничестве с межотраслевым конструкторским отделом (ЮСО) при Новосибирском

- т -

приборостроительном заводе; лазерные аненонетры ЛАДО-1 и ЛАДО-2, созданные совместно с комбинатом "Кард Пейс Иена’; униФишиюванный ряд лазерных измерителей скорости и длины проката 'Квазар* и "Альтаир" на базе гелий-неоновых и полупроводниковых лазеров.

1.7. lia защиту выносятся теоретические и практические основы построения систем оптической диагностики потоков на принципам се-декпни пространственно-временной структуры рассеянного света, включая:

- методы лазерной доплеровской анемометрии. основанные на Фотосмешении боковых полос Фурье-спектра оптического сигнала, применении Фазовой селекции и дифференциального подавления низкочастотного пьедестала;

- способы измерения скорости потоков на основе оптической дискриминации доплеровского сдвига частоты с расширением функциональных возкохяостей на визуализацию в реальной времени поля скорости;

- теоретическое и экспериментальное обоснование нетодов оптической диагностики потоков с фазовыми неоднородностями, основанных на корреляционной лазерной доплеровской анемометрии, многоканальных У1ДА с хроматической селекцией и взвевкваниен результатов измерений в кахдом канале, на полихроматической Фильтрации Фуко-Гильберта с цветной визуализацией в реальном времени полей оптической плотности в потоках:

- разработку лазерной анемометрии с адаптивной пространственно-временной селекцией оптических сигналов и визуализацией вектора скорости в реальном времени, обоснование возможности измерения размеров частил в потоке методом пространственной инверсии оптических сигналов при Фотосмевении;

- методы поаыаения устойчивости систем обработки к неполной компенсации пьедестала. управления динамическим диапазоном измерений за счет редукшш относительной вреняпролетной ВИРКНЫ спектра доплеровского сигнала при постоянной пространственной структуре зондирующего поля;

- оркнпкяы построения полупроводниковых лазерных анемометров. обеспечнваюшс5 нкнхиязашоэ влияния спектральных полос лазерного излучения на результат измерений:

- результаты практической реализации сделанных в диссертации

выводов и рекомендаций в действующи: измерительных устройствах н приборах.

1. а. Апробация работы. Результаты работы докладывались м представлялись на: Всесоюзных конференциях "Автоматический конт-

роль и методы электрических нзиерений" (г. Новосибирск. 1969. 1970 гг. ); Всесоюзных конференциях "Автоматизация научных исследований на основе применения ЭВМ" (г. Новосибирск, 1972. 1974. 1977. 1979 гг. ); Всесоюзных конференциях ‘Применение лазеров в науке и технике' (г.Ленинград. 1973. 1975. 1977 гг.); 1 Всесоюзной конференции 'Метрология гидрофизических измерений’ (г. Носква. 19S0 г.); 1 У Всесоюзной конференции "Оптика лазеров' (г.Ленинград. 1984 г.); Всесоюзной конференции 'Лазеры в народном хозяйстве* (г. Носква. 1986 г.); В Всесоюзной конференции "Применение лазеров в технологии и системах передачи и обработки информации* (г. Таллин. 1987 г. ) ; Всесоюзных научно-технических конференциях "Методы диагностики двухфазных и реагирующие потоков" (г. Харьков. Ад лата. 1988, 1990 г. ); Всесоюзной конференции "Проблемы комплексной автоматизации гидрофизических исследований* (г. Севастополь. 1989 г.): 1

Всесоюзной конференции 'Физика и конверсия* (г. Калининград. 1991 г. ) ; 1 Всесоюзной конференции "Оптические методы измерения потоков* (г. Новосибирск. 1991 г., 1989 г. - Всесоюзный семинар); Нех-дународнон семинаре ’Вычислительная техника и научное приборостроение в гидродинамике судна* (г. Варна. 1984 г.); Нехдународнор конференции 'Лазерная технология* (Вильнюс. 1990 г.); DIS/

conference "Fluid dynamic веаз. and environm. * (Leicester-. 1972); Intern. Conf. “Electro-optic systems in flow measurement*

(Southampton. 1972); Third Inter. Conf. "Laser Anemometry: Advanses and Application' (Swansea. 1989); Intern. Srmp. "Laser Doppler Aneoometry’ (Copenhagen. 1975); Inter. Conf. Hoderr Techniques and measurements in fluid flows' (BeiJins. 1989); Intern. Srmposluia 'Application of Laser Doppler Anemoeetry’ (Lisbon. 1982); First Asian-Paslflc Intern. St®p. "Combustion anc Energy Utilisation' (Benin*. 1990); IHEKO-V1. УП (Budapest.

1973. London. 1976); Intern. Conf. 'HultlPbase Flows* (TsuKuba. 1991); Fourth Intern. Conf. 'Laser Anenoeetrr: Advanses ant

Applications* (Cleveland. 1991); Second World Conf. "Experimental Beat Transfer Fluid Hecbanics and Tbermodinaœlcs" (DubrovnlK.

1991). а такте различных секянлрах к сопепакнях.

1.9. ЛНЧ1Ш?; в?сдад. Постановка задач, способы ресеккя и полученное при это» основные ¡?агчпг<е результаты принадлежат автору. ■ РазрлбоTiai ¡о:;е р: ¡тель.тих систем па стадиям ¡П'С:;Р н практггческаи реал'?зал11я пх гглюл::;;с:{сь сструд:пг:<л:'т1 парного геодлектила под рутсосоястеок к прг; гчастг.н автора.

1. 10. ПУбДКЗШД!. Ео теие д;;ссерт2л1'л* сопсгсатеден ЛКЧНО !С в соасторстзэ езубятссонапо 52 работу в отапестаеккых и зарубежных 1Г2дл~?ях. 5 топ ч>гсле 2 rio’iorpa'iîtiî; ¡юдученэ 25 апторсгсш се:?до-тгльстз кз изобретения.

1.9. Стру;ггура п объем дпссертаанкт;. Диссертация состост нз

5 глаз, гзедгккл я закжэтешк. Содсрйпт JLli-CTParnm.__________________•?__таб-

г. СОДЕРЖИТЕ РЛГОТЧ.

?.. 1. ц-сздг-зкз. По введении овосяоязяа актуальность ргггдега« в гкссертатла! задач, сдегап обзор разшгшя и согрег<.9;гного состоя-ШС1 ОЦЧЯЧЙСКИХ методов ДКЗГНОСТГООТ ПОТОКОВ. СОоРЧУЛКРОРаКН осков-;'"г îîar^i^'s папраплеи.'п.

?.. г. Гла:п 1. Элекэнтп теор;п оггптчесгек сген Л"Л с "-пространстве. Ргсс:сотр*;ги геометрические н ❖упы^:онздьтг'э ссоГгстпа ба-зог*.!" гс?::грлтельг::я сиен лазераой допдгропской анекогетрки. Разс?ггз TocrîGE ccfionauTS xoai'.trypaœift ЛДА з прострлпстке полисах петггоров (П! Сг,4-14]. Показано, -гго в гизпгрсно-ди^с-рекаязяькоЛ сгег.г (П£С) ЛЯД. язляа-'еЛся 'хастазл; сяупаеи реализация метода измерении скорости, осяоваяпого «а CoTocsisiiaæîii боташг подо с (<5ЕП) ❖трьа-спектрз одтического сигнала, результат язлерзп^а доплеропс-

~2ГО СЛГ""П 'ЕСТОТ'^ З^Г’ГТС’ГГ ОТ Г?С"^ТР’Т: р',Л'5г’'?>Тг?'--'Т Р^-ГСеЯГСГ!"

ПУЧКОВ. СЛ2Ш 43 ПРЛ'вРЭВ СЕЙ - с sera с подярязгп'зкнсй седекдкей бопопж полос псгсаззи пз рнс. 1. Рт.1лелпс:г:Л доплэроссклй сдвиг CJj,- V 1<.к'Г-Л1г) - (/', - х-г)1.. При ki - к2 яогупаеи в-л>а=епяе для лоаяеропского частотного сяглгга с п.'лсс1:':тс::а:: ПЛС [2]. Отлл-чгт*яьс1ге ссебезиостл: сростота селггтяп:: зростраггст^апянз: rto:';;o-

пегтт вектора скорости: слзбая зпспсгкссть розгльтата изигргскя от структур;! зохтстгтзго еолл. пкссзая счергггпгггскап э->^2ктяв-пость, ро~“ол::ост1, о:гг::,тос;:са рз.тутггт üPOCYaTSCTneæioSï частот:;

зоііяируесєго поля. Это позволяет конструировать устройства для измерения вектора скорости без деления нежности лазерного излучения нехду оптическими ка надай и. Рассмотрены когерентные эффекты в оптическом сигнале основных схея ЛДА С2. 4, 9]. Показано, что в гетеродинной схене в зависимости от направления вектора скорости возможно перекрытие спектров когерентной и некогерентной компонент доплеровского сигнала:

^ Р ^~ к ) ~1' ^алт 1 £ ~ 9,7,7,

‘1 Г/77

' ерй А" м* ГV* (**»

Здесь р - коэФФннкент, учнтываахянй чувствительность_и усиление 4отопркемника, А г, ~ амплитуда опорной волны, Ап и А&п - амплитуда и волновой вектор волны, рассеянной /7 -й чстндей; уп - скорость п -й частиш. к$пп1 - к$п - к£т ■ Для исключения этого угол между еєкторон с (со ростн к направлением измеряемой компоненти скорости должен быть иеньзе некоторой величины, зависящей от пространственного распределения часта в зондкрувїєк поле и угла между падагазин и выделенный рассеянными пучками. Это справедливо. если амплитуды опорного и сигнального рассеянного пучков одного поряд- -ка. Когерентной компонентой иоіно пренебречь, если выбрать амплитуду референтной волны иного большей амплитуды рассеянного частицей света. Когерентная доняеровская компонента сигнала в дифференциальной схеме представляет собой супернозкхвээ радмоимаульсов, амплитуда которых зависит от рассеивахханх свойств частіш и при к 5П ~ кзт является квазкпериоднческой функцией расстояния кехду часткпаня:

ІЛК = 2? К {Е ¿„у ео

лїт ',~г

~1~ ^Л'/п £03 ( ^ЗЛ ~~ /77 ^П'Т7) (6 2 ^7 ^7

где Аят = а„г Атг + Ат7 А„&) (і ~ґ»)

Если ввести переобознченме к5п -~>к3/}у : к5„, ~>к3^ г к у —> к •

это выражение описывает когерентпуп компоненту сигнала в ФБП-сге-ие, содергдгтур когереятнне конпонекты пьедестала н допяеровской составдяияей, вознюсасане при оптическом скелекнм воля, одновременно рассеянных разгшни часпшаии по различным направлениям.

3 структуре выходного скгнаяа ЛИЛ наряду с высокочастотно!» дсплеровскоя когерентной кокпопентой. иесуаей 1м*ср:ашо об изке-ряемой скорости, присутствует так назшгзегагй низкочастотный пьедестал. суиестЕеино ослогнясккй Фильтрадкг» и обработку. Развитый з якссертаскп иегов, подавденмя низкочастотного пьедестала [2. 4.

С. 15-йО] заключаетсп в чорк:гровашш в гтсследуено:'! области потока Еространствейю-соряекепних зогшлруегзп: пояеГа. периодические компоненты пространственной структуры которые гс«евт 0х%гсктовалгай ¡зззлзепй ¿азок/й сдвггт. Сигналы от зтях полей раздедгззтсп (пз.яр::-нер. по подггр;?захяю:оI:у. хроиатнческоку или вренекноку признакам! к преобразуйся в электрнческпе квадратичны; дяФ^ерепвиаяьпки ч-о-топряе»{нкко!1. На зтсм пркншшс основана колпепсадкогадге схекы ЛДА различной кон^ггураптзг. В гйтеродют^яг и дп^^ерепяпадь.гшг: (р’"с.

2. 3) саегиг Фор:-яс>овапае н се-агконя сдвинутых по £гзе оптических сигналов еуеояпгэтся с нркнененке-ч «^азогых и поляризащ’зтгаг элементов. КС!С1еЯСаЯ1«5ПНЫе схеиы с ^отосяегтепиен Согсопиг полос ¡!-урье -спектра с”т!г-:сс~ого скгкаяа (р;>с. 3) позво.теэт легко устрзшгть запгтсггюсть степени подавления низкочастотного пьедестала от де-па,"-лр::згггл2 садйств рзссе:свл?-пк часткп. Необкодикость в пр'-с-е-нес:^» полсрпзалпоятЕ :: Оазоетг здеиевтог, б г-окпэнсггпютннг сге-ггаг Лй\ кагет бхггь исключена за счет нспо.чьзэвашт врэтссвоСазтш: сос*гно".ь!пгГ! кезду очрагегаялда и прело:« енжи-л водмззи!.

Язтод оптической ласгсрягсгпздгж до ил г ро вс по го сдлкгг частоты . осзопал яд пржеяеезш гагсверсгкжнхн: злекмгтов « частеосто, ос-т.гческс: процессоров с ¡согергЕткэй сйратхюГ: скязьа [Я, 21-231. В сгегсгх этого ткиа передаточная <-У1п:л:гя оптического ародесссрл ре-зоааасзс. заЕксэт от простракстзвЕныг к временниз: частот скгпада. а ее склои Еипотлпег роль дкскргкскяаппогшоЛ кгзеой (по аналоги? с раяко частотам дксетгЕстаггоранп иг резонансно:; контуре!. ©гсЕгчи-тея&ной особеЕностае зтпз ЛЙЛ яагпется трансформация временный ЕгГч»£тотров оапппсгк’.’Г! сгтгаглт! в ;/?т>п*г?^г::г:тг.-.*:гх::::. Это лгэт рс:?-£;■: .часть сугенгп подося прэиускзккя кре^авашг частот за счет пре-аг&щзозапия сростракстаенао-тастотЕсго спе:стрг1.

Рассмотрели основные методы определения знака схорости. Показана возможность применения аніїаитудннх меток а сіїгиаяе, а также частотного сдвига за счет прююпенкя и ЛДА злектрооитаческого нолуяктора тата нндуцнрованноЛ вра£аг^гї:ся базовой пластинки [2.

4, 24-25]. В ШГВЄРСИО-ДН£^ЄРЄШл}К1ДЬНІГ2 Сїе:4ах оеренос дослєробс-кого спеїстра її определение знака реализуется за счгт ш;4Ршїіи оптического сплізла па дбн2у-»;зйся реегтке. которая выполняет роль пе только частотно-сасмгаюсего. ио к рекомбккадііоняого элемента [2. 26 271. Установлен требования к конфигурации оіт:ческііх ск'ем ЛДА в X-пространстве для реализация функции измерения сектора скоростк [2, 4, 201. В векторних схенах. предназначеніїьк для измерении трех коипопект СКОРОСТИ. выделение г-СОСТа&ПЯйЕЕЙ НО£ІЮ делать, используя энергетически вигодное рассеяние вперед (2. 29301. Этот сособ реализуется в схемах аі-окальпого типа со встречным пучкон, работавших в дифференциальном иди ОБИ- режимах.

2.3. Глава 2. Структура оптического сигнала в яошзеровскоЛ анемометрии. Приведены результата исследования пространствен-но-времепкой структуру одночаспгчного к кногочастнчного оптических сигналов в ЛДА и связи этой структуры с наранетранн измерительной схекы и размерами рассенвахсих частид С2. 4, 31-34]. В нормально отъюстированной дифференциальной схеиг пространственная частота в структуре зоішіруессго подя в плоскости, смезеыкой относительно центрального сечения, валяется яшіеїшой Функцией квал-рата откокеняя этого скескэнкя Ш к конфокальному паранетру {К0).

Здесь• Za - расстояние между плоскостью. в которой локализованы центры перетяжек и точкой пересечения осей пучков. В случае, когда конфокальные параметры пучков отличается, а перетяжки взаимно сневеиы. появляется ЛЧН-компонента пространственной частоты, пропорциональная разности кривизны волновых фронтов в исследуемом сеченля. Зошжрусяее поле в нормально отъюстированной дифференциальной схеме (Zfl = о. К,, = В,г - К ) локализовано в объеме, ог-

раниченном поверхностью эллипсоида с полуосяки, размер которых определяется размером перетяхек. уровнем регистрации сигнала к углом между осями Форннрухэвнх пучков. В случае разъвсткровкн ese-

ки, корда пучки. Форнярумиє зонлирутсее поле, отличаются по параметрам. уравнение поверхности. ограничивгхсей измерительный объем на заданном уровне, приводится к каноническому уравнению эллипсоида, повернутого в сторопу пучка с менъякм значением конфокального параметра. На рис. 4 показкы доплеговскке сигналы, по-лгчегпше при пролете частко: через различкие сечения зондирувиего поля а яор'еллько отыгстпрованноа стеке. Структура сптаческого сигнала в схема ЛДА с ре^ррентцим пучкс.ч определяется своЛствакм Фотоприе«• !>■:;::ха ;слг: лидьтрз простраиствепіпіх и еує:'2шшх частот. В схеме (конфигурация ГолдстеґТяа) с регкстрліп:ей сигсгала в Оу-рье-плоскостн пріїокного обьеггпіг.а распределегз:э пространственной частота 2ондяру~с'’оро поля описывается с точпостьо до псстопляого коз*Фштептз тог: ле лішейноґі ФулгилягеЯЕ. тто я в янЭ'Гергнпгсазыюй схеме. Огнбаспгш измерительного обьеііз представляет собой эллипсоид. ориентация которого злк:-с:гг от с&оттто'лзіїі'т: кзгду анплятуда-і:и иадпкзего и спорного пгчкоп [2, 341. В гетгрсіігапоГі скене ЛДА с регистрацией спгяала в плоскости изобрзлегшя зошисрусзіоіхі поля и в лп'>Фере!і!іиаяь!:оП сцене частотнее структуру ясалеровскоїчз сигнала с точность» до вед:гчіш парного порядка їилости совпадает.

Прост^зпствгнно-тастотаая структура зоякгругсего поля в схе-ш? с Фотосгїйпгппек божоетг аолсс огпттчес;:сро отияа ір'лс. 5), Счорїєгроешіпого от точечшж частгія. от.іггчается белее ітсокоя однородностью, 3\х - кХ0 // . Прсстргшствстгнаи нлетотл этол структура практически пе закісггг от распределения поля в оевптаеггн П5ГЧПЄ. Обьен, ю которого аронзгошггся пмборта ісг^ориашт, ограничен повзргностья з.'шкпсещха, ор5;ентярова.'шого одной из осей в іШЕРаплечіпі ягдэхяего пг'осл.

Струтгггра оптического сигпаяа предстащшег собой суиерпози-яга сигналов, ^юр-сдауегегх перелаэй и задней грл;пихз;си частипы. (опітсизаекоЛ, напрж;ер, $улклз:ей гесі іг/біт. - Х)1. и содержит згетгерентяуи и когереггтнта коппопеїгтц Г2. 4. 35-37]. Нексгер*?кт-кая компонента в орї'ііг.лльпг сгскс- образуется за счет іїптер-Оергиштя разкосг«Є!і!Г!і2 спєтое^з еолн. рассаг’.’пг.’з па одяок и топ ля

Зависимость огіійкгііх кокогергіггаїл: к&иповснт. і-ор«ї:рур;іі]х граігл-іиші частини. от нрег.еп;: предопределяет появление і:лр<і:;»гпіОі'. де-пииякл частоти. -

= £ зіп(—Хт: а')/[с>а$(Х^ я) -і- в/і (4% с//М ^

_______, „ „ 7 . , /

Со* ^ (£-//£ і - / ( / У у ;

где - 2о’/я АІ 'VI . .

Ті схеме с рсіЛіСТїша'.гїі спгьалл а агосі'ості: нзобі>гі_єїглг. частики в тєїйіо:, поле деЕ;;гиия догиырогг.'.х^» частот« обрггастся ь нудь, сслн рзз:;єр частини кратен прострйіістбсяпоку наркому аоил>:-ругсего поди. Прк зтои алияягуда гсиссізшяьиа. Паразитная досігига гоакеросской час тс ".і» максимальна, і г*іял;гтгаа си-^гла - 1г,\~М7:',э.аъ-нз. єсіія размер частнкы крате:; нечетко:;? часяг црсс‘Граг:сть,’ісгик пол7нермдоа. При рєгастраілсі нзойрлііеі;г:а частгаїи а ссет-дсгі і:олг (зтот с^учаГг прелставльет скорее тгоретаческігй іжтєрєс, поскагьг»' па ирліяккь прйнєккєтся редко нз-зг клзкого отгіс-гш.я снгяая/»лП условия іігксішглької! н кіШіЗ&льиоЯ лгшяктуди взангшо игикитсп. Относігтеяьпзя йешіанігл доплєровсісого сдвига частота обратно цро-порцкоиаяьиа квадрату числа простраиствакішх периодов в зокдкру»-еєн оптическое поле. Деваюи частоти обращается в куль.- єсяіі размер часті .ж прєї*ікдєт размер сєчєеші зэяагрус^аго псля (при этом кечозгет эффект валодонкя сигналов от грагдаи частная). При изкєрєпіія£ а полїіішссєрсішх средах склад паразитной частоти уіігньаается за счет усргдпенкя но разнергм частіш. Паразапіаи не-кплі'пД частоти в кекоггрэктной компоненте сигал^іа гхчгздет, есв:~ огкбаакае кгхяя с пргдедаг зошххрутсієго объема цоетоянны неп, е более обегеи случае, если относеяке пронзподіюа и акошгтсы сигнала от.кагдого края частиш оказизаетск шхварїїаігшьи.

В дн^-ереягошльиой схеме с регистрацией сигнала в «С-урьє-плоскості! пригниого объектива (рнс. &) акплэтула и Фаза результкрэтэ-вего некогерентиого сигнала зависят как от размера частіша, так и от положения 4отосриекянка с иалой апертурой ( сс < ^ / / ),

і,.^ехр{-2^^}віпе[^(^^)]:іпе[^(/-&)]т^

р«13*-»25* |м*Ь>111й£,*С ¡¿г СООТСД»~^Э^Ш2Д і'»с СйЦм^Д^іДг^ДХДа5ї>й.

«урье-спектра ОПТ5ІЧЄСРСОГО сигнала. Отсюда следует» что б^Оор прїї-

емиоГс апертуры доджей определяться среднестатистическим размером рассенваэтия частиц в потоке. Это явление нолю использовать для нагоздення расцреяедетм разкеров частиц по акояггтуде доплеровс-кой кокшшентн скгялда. если. папр;этг?р. н простраистоеяио-чнстот-г:сл ПЛОС!СССТН приеячаго объегсткпл ГО'ГЭСТКТЬ дкнсйкг С-отолтэдоп.

Доплеровсгая "огегоитлая гажпэтсггга оллочдстэтно I -о сшчхада иозгкжает 5п»-за перегос-стясд катер?ереялки сеетовах веян, рассо-

Я5!£У2 передяи! ¡1 ЗЛДКГП« КраЯЛМ паСТ!".!™! ОТ Ра32Гй\35"КПУХ светских

пгщсов. с-Зразгк г*п зп”яяргг>т.ое поле. Отд:пкт<?лииа.я особенность коглгэггг.то^ гсс члене мтк - згв::с;п:ость ?-азл от 4»ордстату и Ог-рьг-пдоскоста пргяиглого о&ьекг.п«. «огегентяуэ доплерэЕску» кои-есксятт ¡:одно гг'до.тгггь •'зто.ммл оггпгтсехо^ ^яльтраяпя. !:о:к-”зя в ->7Рье-п*:сскость пг-::ч:г,!ога объект-лаз иростргзс'п'.с^то-теастетппй 'л-посэ -г-чядтггудаС! '-"льт? с квазкпср^сдг-гческоП Сл:"-л-;з:Ч препусгглггм (аапр'-гкер. ОСЗ ссгж’сошшпсЛ с размере:« чаетжл (./¿’¡о =

А О'/

Ьл,» - Ь1.па~ уг)]се#( -у-)ел(?сс~) саз (¿С_т %)

Согдгсог?с:п'а Оплътга с размерен -»летней позволяет г.ояучпть :г:со-хое отгтегогна с:тг*ггл/:~':1 длг.е в тгк сдгчз.а2. когда язаег’нкч п ггггжгегелтгои ггг-па неаозегозяы лз-зз пзагмлгго гоялзтегпя? с'гдэ-ла от крлгмх Пр'с.'т’глг.! иосхр'ак.о сопаасгг-^го ;ияьт?з, ?аесмот-рагянв ла прглтзре ячлсксГ* кодэгл чгстггет. пстт^тсп сш>аЕе.|ии2ет!.ч дл:> еат^э с-ог'лг.л ■‘ого"! гг;ссе;гза,гелс'а с |«аг.г::чкг."ч Ача.’пггул-ТьГт ?дгок!.т:'г сго'-с-гззггт.

12 еючэ с о;;ог.г_г: £в глт? г-утря гпсп Го--;.гстэ?л:з) пг-л

сонаадзггп пгсспегт.г с лгр'>г-г>*есг:ост1:П пр:«,?:2гго огле::-

^г,с'пг.:и гс'-:г;гД1л аачзттт;^ ч::слу агострллст-

•г.2."г:.-л- гзаггзегсг?«« лз.г;г,г.з': ст?г^тгг'г зз^т'.згггегго поля:

¿»г> - /'-> $'/?с(-~Н) ипо (¿^) 003 (Хя X)

-т;^.'Г'.г‘.г :;" ,мг га^г;. £ с-с.'; с:гл,~

аднн паразитная деваания доплеровского сдаг.гл частоты наибольшая. Девіїанкя частоты исчезает, если огі;6зісзїє падавтаго к опорного пучков имеют постоянную величину кдн ecr.il отпогаикэ производной н аккяіґгуда сигнала от гсахдого края частгаш является инвариантной веллчігпоЛ.

^ = £ !сп(Х.с/)/{о/,[-£(Х-*г)]-м(Л'а')}.

При регистрация в плоскости нзобрааенпя частотные структурі! дон-ЯЄРОВСКЯК сигналов В схеме С референтнім ПУЧХОІ5 и в соответствующей днФФереникальнок схеме аналогичны с точность» до величин первого порядка калостс. Оаределепяыа ш^>ор размера рассеиваний часпиш и амплитуд освееаадего к референтного пучков цркводігг к азтокомпсисадин низкочастотного пьедестала в сигнале. Ка рнс. 7 показаны Фотографія сигналов, подученных ери пролете частині! в различных сєчсшшх зондкруюсего поли.

Доплеровская компонента в сгене с 4отоскес.ениеи боковая полос 4урье-снектра оптического сигнала является суперпозшшен двух составлять. анплігтудіі которых соответственно зависят н не завк-сат от координаты в Фурье -плоскости. Одна кз низ образовала сумкой нєкогєрєптеек сигаа^ос. сФорнироваипт: передам и задняя кра-яик частина. Нсточшассж другой составляется является когерентное взаимодействие свэтоыл* волы, дифрагированных от передней и задней границ частшш. Шборон апертура пркекксй оптической спстека в Фурье-плоскости яохно зі^ективко селектировать сііпіал по продольной осн. Опзцчески это объясняется сильной зависізюстьо аяо-Еадкн когерентности от локализации рассеквах^лх частіш до этой осп при ^отоснєеєшпї сигнала е фурье-плоскоста. Отаоссняе аишіл-туд когерентной и иекогерентной копнонент сигнала падает с увелн-ченмен пригиыой апертуры. Выбором частота Хр амплитуддэ-Фазового квазипериодического пространственного Фильтра моззго селектировать некогерентный сигнал кз заданного сечения зощщрузжего поля 2 -

о /И ¿2 . Для селеишя когерентвой компоненты пространствен-

СиУгф / / ъЛг о

пай Фильтр согласует с размером рассеиваооей чаетшш. Как к в £нЗДерешо£адыго& схеме. & некогеректаой когшопенте сигнала ¡здет ¡іесто паразитная девиаіаія частоты из-за коасчдого размера рассек-ваазяих частіш.

Нногочастичный доплеровсккй сигнал отображает стохастический радиокнпудьсный процесс со случайный распределением амплитуды и «азы. зависяяин от градиентов скорости потока и Формы огибаюзей зоиднрувяего поля [2. 4. 3в-39]. Структуры некогерентных допле-ровских кногочлсткчяих компонент с регистрацией сигнала в Фурье-плоскости к в плоскости из обращения совпалапт с точностью до постоянного коэффициента. В схемах ЛДА с Фотосие-зеннеи боковых полос (ЛДА СБШ при двЕСхении рассеивааэих частил в передней Фурье -плоскости приемного объектива задняя Фурье-плоскость является плоскостью постоянной Фазы для некогерентной много частичной доплеровской компоненты. Если же траектории движения частиц не совпадают с передней Фурье-плоскостью, появляется связь Фазы не-' когерентной доплеровскоЯ многочастнчной компоненты сигнала с координатой в задней Фурье-плоскости. Зависимость оптического сигнала от пространственных частот позволяет повысить отношение сигнал/иун методами оптической фильтрации. Двукратное вырождение локализации селекпсруЕзэго сечения снинается Формированием пере-■пигки зондируемого пучка в соответствусяей плоскости. Еабирая се-дектяругспгй Фильтр с ортогональной по Фазе функцией пропускания когно вьгделить квадратурную компоненту доплеровского сигнала в соответствуюзен сечении зондкруспего поля. При двтгенни часткаы в Фурье-плоскости приемного объектива квадратурная компонента сигнала обрапается в нуль.

Дисперсия пространственной частоты зонднрукгего поли, усредненная по измерительному объему, определяется статистикой распределения рассеивзюяих частиц по размеру и пространству. Выбором уровня регистрашш сигнала при известной распределении частил по размерам нозио изменять статистические величины измеряемых параметров. При этом следует иметь в виду, что изменения уровня регистрации сигнала влияет на чувствительность к граничной высокочастотной состашшпяей спектра исследуемого процесса из-за связи с частотой выборки.

Выполнена оценка погрестостн изнарений частота по числу выбросов < п > кного частично го доплеровского сигнала, в который введена несуиая [37. 401. Относительная разность иеждг средний чпедон выбросов сигнала и измеряемой частотой обратно пропорциональна квадрату числа -пространственных периодов зондирутэггего поля

и падает с увеличением известной частоты несугей:

~ д -

где £ ~ 0.Ц -Т &?л ^ Р - <Чх> / 3 .

Это, по-биллиону. с вяза!: о с тен. что увеличение частоты песуке( пркеодит к росту крутизны сигнала в точках пересеченны нулевого уровгш и. соответственно, к более четкой Фиксации нулевого выброса. Опенка остается справедливой и для ситуашш с частшинк конечного размера.

Исследованы особенности нногочастачного сигнала в ЛДА. ра&с-таххак б когерентном режиме [2. 4, 41-43). Когерентная многочас-тичзая доплеровская компонента сигнала селектируется анплктуд-но-Фазовый пространственно-частотный Фнльтрок. согласованным сс среднестатистическим расстоянием исхлу рассенвакжки частказки. Фушапз: селектирувкего Ояльтра когет выполнять диФФерешшальна» линейка фотодиодов иди соответствтаая Фотодиодная натршха. Частоты когерентной и некогерентной конпонент доплеровского сигналг при пространственных касвтабах турбулентности, превкзагаих размеры зоыдирукгего полк, равны, однако Фазы и. соответственно. Фазовые еукы слабо коррглкрованы. Отсюда следует возможность повкге-гага точности измерений за счет корредяцхш сигналов в когерентно» и ие;согерентном измерительных каналах. Фазовый эун когерентного доплеровского сигнала минимален, если огибаггая зонддаускего пол; имеет постоянную акшагггду. Другое достаточное условие кияикиза-пин базовых оунов - отсутствие градиента скорости в пределах зон-дируюеего поля. фазовый пум когерентного сигнала обратно пропорционален квадрату числа пространственных . периодов зондкруюнегх оптического поля и содерхнт ннохитель. линейно зависящий от квадрата отноиенкя ортогональны: конпонент скорости. С поиоаье селек-тнруежзго согласованного Фильтра в ЛДА, работасннх в когерентно» резине, кохно осувествлять допускевый контроль хондентрадии 2 размеров частид. В этой случае Фильтр согласуется с допусковьв

размером частил и выполняет селекшвэ когерентного сигнала от час тип определенного размера.

2. П. Глава з. Нетрадиционные методы оптической диагностики.

Рассмотрен ряд нетрадиционных методов оптической анемометрии. Разработаны основы доплеровской анекометркн с адаптивной зреиенной селекяней вектора скорости [1. ЗТ. 44 -471. Нетод загслю-{ается п коииутаднн нзнернтельных каналов, о предел яе~ді х ¡ыжпонен-гы вектора скорости. в тенпе с дискретизацией исследуемого про іесса потогсон рл с с о иваслпх частил, функциональная с хека пзкэрнте-їьного устройства показана на рис. О. Отличительной особенность» гвляется повкзенпе точности за счет автоматического согласовании зрененяой селекции компонент вектора скорости с пространственным распределением рассеивагсзиг частил в потоке, улучзение понекоус-гойчивости электронной системы обработки сигнала и высокая энергетическая э4^е;сп1ЕЯость, связанная с теи. что для изнерепия од-їой компоненты скорости используется полнаг. когяость лазерного излучения.

Нетод адаптивной пространственно-зренекной селекдин оптического сигнала позволяет ипогскрзтно повысить плотность потока энергии В ЗОШШРУЦЗеМ поде ПРИ нензнекной моакости лазерного из-аученяш И. 43-491. Зоядкртизее поле Формируется посредством адаптивной пространственной развертки сфокусированного луча в последовательный ряд позиций с известным расстоянием кехду ыккм (рис. 9). Скорость определяется как отношение ігавестного пространственного интервала иехду двумя последовательными позкхшянн к среднему времени пересечения этого интервала двиугейся частняей,

Покино энергетического взгигрыза. состоящего в высоком отношении сигнал/пум, пов-гглется точность пзнерешйЧ за счет нскягэченая Фазовых ш'їїов и приведения сигнала к ояночзст.-гчнояу. а такліе устранения ограяичетй ка прленнтх» апертуру, связанных с разиером рас-сеиваксиз частім. Устройства, реадкзугепіе адаптявпу» пространст-веяио -врененнуо с еле,•ха: по компонент вягггсра скорости, отдичагзтся рззкерностыз оптггчеекого деФле:стор.ч к введением логического ком-кутзтора изкергхтель&ш: каналов, уарааяивзего дс&лектс.рои. Ояреде-дегс:э направления !5Г”с;рт,”!:сй скорости гееткгае'гся за спет *5орми-роваглся зояднругх-эго ко-?" с взакхно-ортогсзаг ыюп но Фазе бкко-дальпой структурой. -

Рассмотрены особенности оптической диагностики сред с Фазовыми неоднородностями (2. 46, 51 - 521. Корредааиошшй способ заключается в получении взаимно-корреляционной функции в двухканальном ЛДА с такой ориентацией оптических датчиков, Форнируескх пространственно-совнешепннг зошшруссше поля, чтобы интерферкрую-вае пучки в оптических схемах первого и второго каналов пересекались некорредировантакт иотокаин Фазовых неоднородностей (рис. 10}. В полихроматических ЛДА коррекция влияния Фазовых неоднородностей выполняется в реальном времени. Результаты намерений. подученные в хроматически селектированных измерительных каналах, взвесявают-ся па соответствующее значение длины водны лазерного излучения. После выполнения простых вычислительных операций из окончательного результата исключается составлявшая погрешгастк от двигания Фазошх неоднородностей. Применение полихроматической Фильтрации Гильберта позволяет реализовать цветную оптическую виз уаллзашга Фазовой структуры потоков в реальном кассттабе времени [40. 531. Отличительная особенность - высокий цветовой контраст и хроматическое кодирование знака Флуктуаций оптического полк плотности.

Исследованы особенности применения полупроводниковых лазеров в доплеровской аненонетрин [46, 54-57). Организация функциональной схемы полупроводникового ЛДА с дифракционным лучевым раскгИнтеле» (рис. 11) позволяет практически устранить зависимость результата измерений от спектральной еиркны лазерного излучения (рис.12). Разработаны практические схены полупроводниковых лазерных анемометров, в тон числе схены с адаптивной временной и пространственно-временной селекцией оптического сигнала, в которых реализуются преимущества полупроводниковых лазерных излучателей, совнееаюенх функции источника и модулятора излучения.

Отличительная особенность ЛДА с оптической дискриминацией доплеровского сдвига частоты - сирокий дянакическгй диапазон, возможность преобразования временных степеней свободы сигнала в пространствешше, применение для обработки сигнала оптических процессоров с узкополосными Фотоэлектрическими преобразователями [2. 5S-60). При этом уменьшается уровень еотюв. поскольку детектирование оптического ситаала выполняется до квадратичного Фотоэлектрического преобразования. Разработаны дсСствукеи? кахеты ЛДА с частотными дискриминаторами на основе оптических процессоров с

когерентной обратной связь» [2. 61-631. В завксююсти от способа привязки дискриминационной кривой к частоте лазера (по сигнальному ¡їла референтному пучку) в некоторых типах ЛДА с частотным дискриминатором вводятся нормировка интенсивности выходного оптического сигнала па интенсивность входного. Рассирепие дяншетческого диапазона измерений достигается в ЛДА на основе двухконтуркого ОЧД с управлаекьи проетравствеано-частотжн йчільтрон. На оптической дііскрімгаїадіпі доплеровского сдвига частоты основана возможность Елзуаяизашш поля скорости потоков в реальной времени 12. 64). Создан действув*=:га макет визуалнзатера поля скорости на базе полуконФокального оптического частотного дискриминатора с хоге-реитноЯ обратной связьгз, дисперсионный интервал которого выбран кратным неднодовоиу гагтервалу излучения лазера (т!С. 13). Раскире-ние . вознозностей ЛДА на измерение в реальном времени разкеров рассешзапгих частил в потоке основано на рекомбинации прямого н обрлленпого изображений частицы при оптическом смевенин сигналов СТ21 (рис. 14). Отязгчитеяьные особенности - больной динамический диапазон нзнерепяЛ в реальной времени. контроль геонепжяеской іюріш частіш. Функциональная совместимость с ЛДА.

2. 5. Глава 4. Селекция н демодуляция сигналов в когерентво-оптическнх нзкерлтелях скорости. Излагается результата исследова--ннЯ по нетодан повышения помехоустойчивости и расширения Откию-нальных возможностей систем обработай сигнала в ЛДА. В счетяа-нн-пульсной кокнутаднонной системе обработки сигнала повышение понехоустойчнвости достигается за счет пркненення диф^еренішаль-ного >5оріаіроватеяя последовательностей счетных и стробккпульсов с адаптивный центрпрованиен ситаала [45, 65). Управление коннутато-ранм оптячестагх та .тало я осуществляется ¡зиходкын снгвалой дополнительного счетчдзса строб-инпуяьсов по модулю Я (рис. 15). Значением Н определяется частота выборки инфорнацин. Для исключения взаин-пого влияния измерительных каналов в схему логического коммутатора введен элемент задерххн. Вреня задегспси выбирается исходя из постоянной запаздывания оптюео-электронных коммутационных пепей. концентрации рассеявагянх частіш в кссделуепоЯ среде а частоты

ЕЫбОРКЯ ІШфОРМЗІСЗД.

В системе обработки доплеровского сигнала сяедяаего типа для

ЛДА с адаптивной селекцией вектора скорости [661 прмненен алго рнтн поиска спєктрдльпоі-о акха, обладаххямй повышенной устойчивостью к неполной компенсации пьедестала. Низкий шум дискретности обеспечивается за счет применения в следянен процессоре коммутируемого аналогового интегратора. В коммутационном рехкне достигается повышение точностных характеристик, поскольку коммутация измерительных каналов происходит в моменты. когда спектральный пнк сигнала неньве установленного порога.

В лазерной анемометрии дискретизация исследуемого процесса осукгст&аяется сдучайпьЕч потоком рассеквагшх частик. Поэтону верхняя гранила регистрируемых пульсалий скорости определяется счепшК концентрацией частка (число часткп. пересекаагапс зонднру-«хгее воле за одну секунду). деленной на коэффициент <£ . равный

6-10. Е лазерной ангконетрни с аяапткЕаой временной селекцией вектора скорости условие одновременности, измерения пульсаций ортогональних компонент вектора скорости соблюдается в полосе частот. 'верхняя граякиа которой оценивается частотой коммутации измерительных каналов, деленной на коэффициент . Например, для частоты коммутации 300 кГи полоса частот. в которой измерение пульсаций ортогональных компонент сектора скорости нозаю считать одновременными. составляет 30 кГд.

Оуіасііі:о!іальііь!е еозйоішостк ЛДЛ раскнряотся за счет визуализации вегст-ора скорости в реаяьнои времени [41. 46. 673. Этил обеспечивается качественно новая. удобная дли восприятие Форма представления выходной кнФ^Рнатш. При обработке часто бывает полезным редуцировать отаоснтедьнуи прєняпролєтнув еаринг спектра доплеровского сигнала без изменения реальной пространственной структуры зопдируеежго поля [681. В результате сниадетси уровень Фазог&к суко в в выходной сигнале и снижается погрєеяость кзнере-инй. Взэдеине пропорционального преобразователя частото ГУН в устройствах для кзкгреняя скорости к расстояний позволяет ііабіїрать ;:есбхашс:цй шшаннчесішй діапазон дяіаі и скоростей, нзкеряегегх с заданной погрггшостъе п быстродействие« [691 (рис. 16). Отноегяше частотного диапазона ГУН к частотному диапазону сигнала, каситаб-

ЕЫй »СОЭ^гШНеЬ-Г V , С£ЯЗИи£5Ж2;Й КЗЇ4ЄРЯЄМУЕЗ скорость и доигероас-

^ 1 . / . .. ЬДі—Т СаїСайяі' Ч«*СТОТ£Зе К5*^5^£ЇЛй.аііАЗ ^ ОТЇіО'і-її —

тел мій к иогрегетость измерения £ . образук*т (аіварїіаігтное соотао-

Эти методы реализованы в следяяен лазерного кзнернтедя скорости н

2.6. Глава 5. Реализация и прпмепение рааработаЕши устройств. Огшсаяы практические реализация и некоторые применения методов н устройств оптической диагностики потоков. Совместно с конбинатон “Карл Пенс Пена' разработаны л изготовлены оптахо-ме-хак::ческие модули лазерных донлеровскнх аненоиетроз ЛАВО-1 и ЛАДО г ГЛ. 7)1. ЛАЛО-1 наполнен по схене с референтна ПУЧКОМ н измеряет в рехние прямое рассеяния две ортогональные компоненты вектора скорости. Прибор ЛАДО-2 (рис. 17) выполлея по ди^Ферешшаль-ной схеме с частотной седейшей ортогональных компонент вектора скорости, имеет расширенные Функиконамьние н эксплуатационные характеристики. Предназначен для изнерепкя двух ортогональных компонент вектора асороста в режимах яряко1-о или обратное рассеяния к кохет работать с лазерными источниками, излучагхЕ{ми в вндимон спектральном диапазоне. Блоки электронной обработки сигналов к лазерным аненометран ЛАЛО-1. ЛАДО-2 созданы в Институте автокатн и электрометрии СО РАН в лаборатории & С. Соболева.

Разработаны различные тины лазерных однокаааяьных аиеиоает-ров Гг. 41. Среди них первый отечественный экспериментальный про -кыаленный образец, созданный совместно с Пехотрасяевын конструкторским отделом (НКО) и изготовленный на Новосибирском приборостроительном заводе. Отличительная особенность прибора - поляризационная компенсационная схена. предназначенная для последовательного измерения двух ортогональных компонент вектора скорости. В 1974 г. совместно с ИСК "Точприбор“ разработан и изготовлен на ППЗ двухчастотный лазерный анемометр. являвшийся прототипом прибора ЛАДО-1. Создан сханирутнЛ ЛДА компенсационного типа, предназначенный для последовательного измерения двух орто^нальнах компонент вектора скорости в резине прямого рассеяния. Прибор имеет оптическую развязку ко трен ос ян относительно неподвкгно установленного лазера. Электронный блоки к эти:« прнборан такае созданы в Зистнтуте автоматики н электрометрия СО РАН в лаборатория а С Соболева. Примерен успешного применения сканиртЕсего ЛДА могут слуэшть вазные в прикладном отнояении результаты Г2. 4, 72-

иенне (й £ /й ?е )у£ •/. процессоре полуцроводнкково1'о длины проката Г701.

731 исследования ноля скорости и гидродинамическом канале с пря-иоуічідьной трлышеей и изучение двухфазного газонасьшениого потока над пористой стенкой.

Разработай многоканальный лазерный аненонетр с пространс -тиенной дискретизацией оитическоі'о сигнала [2. 74). Прибор позволяет выполнять одновременные измерения скорости в четыре» пространственно разнесенных точках с высоким разресгігиен. Одним из црннерои гспекшоїч) применения прибора является исследование характеристик ламинарио-турбулентного перехода в вертикальной гид-родіша^іическом канале (рис. їв, І9). Разработаны оптиковолоконные ЛЛЛ. отдичапаиеся високой однородностью пространственной структуры зондыруюкего полк, формируемого световодпын датчиком. Создан полупроводниковой лазерный доплероыский анемометр. Еиаолнканяй измерения в регние обратного рассеяшія С40. 46. 56, 75]. Примером успесноі\> применения пол УПРО водянково го ДДА является результати измерения скорости ісрмоі-єішого потока при различиях условиях те и -лообкека [751.

Разработан лазерный доанеровскнй анемометр с адаптивной вре-кеішой селекцией к визуализацией вектора скорости Г1. 41, 401 (рис. 20). Прибор не имеет ккровых аналогов. Отличительные особенности: адаптивная логическая коммутация измерительных каналов; визуализация вектора скорости в реальном времени; больаой динамический диапазон автоматического сдезения за частотой доплеровско-го сип»ала; высокая кадехность; сменный лазер, размеренный в корпусе оптккомеЕанкческого модуля: возможность измерений на

различных шишах волн в видимом днаиазоие оптического излучения. Прибор измеряет две ортогональные компоненты вектора скорости и счетную концентрацій частий. Рехим работы - автоаоыный и обмен с ЗВК. Совместно с КТП КП СО РАН разработана техническая документации 0£Р и выигоена экспериментальная аартня вриборов. Разработала »кмшФшсаіша лазерного доолеравского анемометра с адаптивной селекцией к визуализацией вектора скорости, предназначенная для одоанодогкческкх исследований. Создан оптиковолоконный функциональный аналог ЛОА АБС (40, 75].

Разработан упк&шщ.'ОвашшА ряд «азерж дос^г-рооскь^ из&ерег-телей скорости и длина проката на базе гешШ-иеоговш: ы водупро-водшасо&лх лазеров II. 41. 46. 76-771: “Квазар Н*. "Квазар 211",

"ЛЛЬТЗКР IV. "Аяьтанр 2 И". ОНТИ1СОЕК>ЯО!£ОИНиЛ функциональный ана-.401' нзмерктзддей "Альтаир К. 2Г{’. Область прингнения изкорггтелей -метрологическое обеспечение’цронзнодства металлургического проката, прок!»1£ден>ше теккологга. требувяке беско!Ггактнм" кз^ереннй иара>-:йтрг>;? :<ехаи:г'.,сс!согчэ д&игекпя. Ка пр-л6ори серии ’Квззар* разработана техническая документация 1Г7? и изготовлена дгйстяуЕтпге иагсети. На цодушюьолншсоние лазгрга:г :гз:;ег-:гтад:; сер::;; "Акьтакр" совяестко с ХТН СО РАН разработана конструкторская докунентаяля н выштаны зксяерииенгяяьнив образцы.

3. ЗШ5ЧЕНЙЕ

1. Для базовых сяем лазерной д.ош1ег>овсх:сй аяеиомегр^м исследована структура оптического сигнала я пространства р.ояно®.’х еек-тсрон. Установлена кознохнссть селекпчк когере.тттшк :: кекогерент-!;«£ йс;1!!0нент НО особенностям /['Лоаою спектра. Предлогек КЙТОД макервг?:-:« спорости. осиованииН на <?-отоснег:ени;! боковых полос ¿урье спектра оптическая сигнала.

2. Разработан метод д-Чф?'еРт?нг:{.альной компенсации низкочастотного аьедестала додлеровскшч) сигнала в оптических схемак ЛДА. Среди пра:ста'1Ггсю[ реализованных гажпенсацкошшх сгеи - первая

оч-ечественнмЯ экспериментальная лронькмегшиЯ образец ЛЯД. разра бОГЯННЫЧ соеу.есТКО С Кедотрасдепйн ГЮМСТРУКТОРСККН бгро <ПКО) н

изготопяенныЛ в 1974 г. на ;?оеосиС?ерско.ч приборостроительном 33-Боде.

Петодагл О/Рье -оит;!К-ч вьшолнен анализ прсстрансгаен-ко-премениой структуры одночлетлчяого л »отгочлетишгого сигналов ЛДА. КссяедоЕалд связь этой структуры с параметрами измерительной еяекы и размерами часта л. Показала вознсздссть селекции когерентной кенпоневта оптического сигнала н повьпшиия отнесения енг-аал/зум с помоаьв Фурье-Фидьтрашш. согласованной с параметрами рассеигйМйй среды. Сделаны оценки ногрегяостя измерений по числу выбросов КНОГОЧДСТ1ГЧНОГО доолеровСюого сигнала, п который введена несущая.

л. Разработан кетод лазерной анеконетрмн с оптической диск Р№«шацией доштровского сдвига частота. Теоретически н экспериментально обоснована возможность визуализации подя скорости пото-

Kúft в реально» врєиєкч. Создлни дейстпухжшє кгкети ЛДА с частот-

ішнм дискрнкняаторанн на оспове оггпічєскнх іірояєссороп с коіч?

РЄНТІ!Ом ОбРДТКСЙ СВИЗЬ£Х

5. Ерізляааеїш метода опткческой дкз гностик*. сред с ¿,i:íop^j:ih нєоднородлостякіі: коррєлііішоніізя двухканальпзя лоп."сровс«сая ане-

►¡онєтріш, и і^АУ-пан из еслиалои которой va:<or,ue ьозиг^гнин сііі'Нпіюп стапіспічоскк ксзамсиаи. полихро.чатмчесмя ДДЛ с коррєкішєП в p¡?«j:>.üo¡! іірєисііч результат*} ;’.знерелик через ¿і-аіПїг ксиуш л^:н-:;і:ого изл*чеьия; UHCT-Aütí йіізулвизаііі:» s раааь;;&к сргкеші «гзоим? структури аотокоп. ссиоьаиііая иа ііАіииіРО.іатіїчесгсої; СіьЕі-тмсіаі w-і;о-Гийьйі?РТй оптичг-скйро сіїгизі-а.

0. РазраСоган и&тог. отаческаЛ гпенонгтрнн с оелотсімзой вросткінстіїййко - ир-ьенаоїї сеяе-іиікеБ кектора сеорсстн. Прадлохгн vyиіше»но сони^стю-шЛ с ¿лзеркой .”oasrpc-bckcí; лпсііо.чстрнсй метод раз;і=:р:->н час-ти и нотоке. aCHOixtüHZJw ка шюст-

ргііст^синой laisopciiij оатичесіа;« с;;тндясв крл чотосиас.откї.

7. РазраСитаіш сетоди: дазгргюй дендеро ьсісоЛ аншгкгтр.З! с

алапчїа;лоп іірєіієнноі'; се^емацей вектора скорост;: ьоергдетт-ок ііон (•іутгажн кзпармтелілшх канглов. склеропизкровапиоп с іимс;ааг,еп

PGCceíi^aü',;t¡¡; чгстин в иотоке; нреякссгеии способи повелггнп» чулс-ТЕИтсіьноста скстгл обадботкл к кипояаол ко»шеасаіпві пьедестглз н когі.-.:ут«іиіоан^а пелех за ечет айлігпїяаого n»nr?.n«t^irr.:n сіїгпалл к ик&сешш за називали» и ухірзггйеггсг ко:г£ттаторои; íistcíju j.paoS-глзоііа;;ніі .И/'їзііГ.чесиог-о шииазож ;:зг:зі»скі'.й пї~с;і р?дука;::і ира-íacpoj.'sTCoft скріпа СЕаісгра лопдєроесгсого сіігяоха elt-ií казпкзпноа струїпгуре зокднрз«і»:гіч> оіїтичосі^го осла.

ú. Рлзрлиотак лазерсігй гошсзроазізі?* üijkc::„*tp с гслі'Гіг-.о:: прекияио.'. ссятіи.ісіі к ь;а;'сх.::зг.гі.ій егісторл сг»гзсті: {ДЗА Cobt.'dcnio с Койстругггоско -т-'гжоаої'ь-іесі.а:,; iiur.vrr.rrv!! кряборлетроепт-ш СО РАИ гг.иісл.'гт; констргхїорскйз г-сГоті: і: сі.ї;і"2-из з:сі;і;грк!йіггзлькай шіртня врле-ароа. Создаса і:sz':0itfv.go-рз, цг-;і-ігг2пачеі5:;32 д.яс оіиїаї»лог:і5гсю2: яссдг:г;г>і5г:д;г'і. Расї-збгчаи огтиксзлсігоісні.. Сс-жсшюлійьг^іП 2^&асг ЛЗЛ ЛВС.

9. Cccajiiov-zij.; ссойг:жос-ці «г-ігіакскі^ паггт:с:!м;5гк:г.£сг.-гт; *:.з-згі»ос г, ко:ігораг=пг>^ гкзн&г:£:тг-;з^ Сй^зазс». чте 0?лсг:їс.г^.::я елеи-iznou,uíí;¿:aíz cua:¿vj сог;ж»г.изапі-г.оезго ЛД.'» с

мсіі;дїі£-и k^:¡í:.-í.".2^t £jüxr«i4¿cj^; їстг-і:^::ті ;сзу;;ь-

гт

та va измерений от сгегстра-'гьноЛ п:и>:*г« '• кодоянх скачков ."азгриого :*з»~у,тгммя. Прегаагегад скгкн пааут.ро ¡»легкое:« лазврля:* анеиокгт-PCfj, н то1« ay«» csesui с алаптипме-Ч ppn^eHifoíi ;; üpoctf-üícthssí -:;о •RPíüsrn:«;'. селе'ыагэЛ оат:г-:ес!:е.гг> сгачк? та. в котогая ргзлглуптся чрэк^гт^стаз Пй-гягсайЛШ'-сагг« ."азэгзп. сс:г::гг’Л“—п: •'•Г'тг-иягл ае-тй~:::г:и* и гсдулатор:,1, нзлз-чгпия.

!0. С£>г*'.:-ст".:о с ко^чГгаатси 'Паря Usíc Кгка“ созданы аггернь-е

a.o?v ero:>c:«*:» .-И2*№квтр*: .•".A.'C--- i и Л,VO-2, ,r-j:’enHrxr~:e измерения

сооткатете¿¡i~o с прэст'А^гхтпгкгой и "астотпзй сегегакгэД ;:о::?.с1;г:.-гт

PeiCTOvi СЮ^ОСТТ'.

1!. Разработал >ч:::сгггг!^0"^!<'тг:.’"; рлг. ал^агагык доплатой::“-« из-::ег-:ггзлей сплрс-стп t: íC:l-:: проката. Сп1»«« г.п:: лрг-Зоры: '-'"аазар

"Кааалр es:’ (¡ia Сазе гзлай-пееясг.эгэ яалерз). "Альта га> Л*.

2;í' оскзкг золулронатагсдоэго лазера). озтсхоиодо ксагг.;/! ¿ун-аитаадл ьяай л г. ало г :1зпар:гггасй “Альтаир !Т, 2П*. Coa

местпо с Копструктсрско тгхиалогичес:^« »«истктутон aay-ntoro при Г.орост/ ойк;-л СО Р АТ? разработала п;х::ачос!сая локукелтаа«« и

i." .игсг--2г:~;енгл.1ЫЯ:? ^Сразим просторов сераи ”Адг>таи’з".

П дассертаали пссталмена. обоснована и ранена хрупрая пяучна техническая проблема создания лазерных изкернтедеЯ скорости по-тошн газокнх н конденсированных сред с pacr’apcaaiaai Фуннлкональ-Ьёдсч Еоз!:олаостггни « теяпачесгсхаи характернстнааии. Это ииеэт йаапое на^тао? а прикладное значение для экспериментальной гадро-к азрсдана^ики. а та;схе црокн-лпенныз теккаяоглй. связананг с не-оСзодкнсстьп яевоз.чу::зсггчк нзнергннй парайетроп кеная’.гческого дБлгепня. Подучеянке автором теоретическле л зкспгггмэ:гтаяыше результаты явагзугся базашлш для размггап нового научного направ-аешга - "Петоди ассдедооаакя потоков ка основе селекции пространственно -пре::еяпоп структуры рассеапкого света“.

OcHOBítue результат .игссергапяя отрагеки в ссгдусанх публикациях:

!. ДубннпэБ К. IL Развитие ч>уккдаог:адьлях козиопюстеп когерентно оптических аетолои измерения сксростн // Язв. СО АН СССР. Сер. теки, яапс - i 990. - Bun. 4. - с. 3-15.

2. Дубшхзев а. Н. . Ркнкевичвс В. С. Нетоды лазерной доплеровской апекоиетрин. - И. : Наука. 1982. - 304 с.

3. Дубнкиен EL H. . Коронкевич В. П. . Соболев В. С. н др. Измерений

скорости в потоке жидкости с использованием эффекта Доплера // Автометрия. - 1965. -Кб. -С. 115-117.

4. Лазерные доидероьские измерители скорости / И Г. Василенко.

b. Н. Дубнниев. В. П. Коронкеиич и яр. ; üTti. Ред. CL Е. Нестермлин.

- Новосибирск: Наука. 1975. - 164 с.

• 5. Дубнииев С. Н. , Бокгов С. if. /Лазерный дондеровский аненонетр. нечувстмгттелы'.и^ к геометрии налагав го пучка // Автометрия. -1971. -КЗ. - С. 67-90.

6. А. С. К 396096 СССР, ККИ G01 P3/36. Способ измерения скорости

даюшнн* объекта / Дубалыев C. IL // Открьгпсв. Изобретения. -

1974. н го.

7. А. С. Я 1433195 СССР, НлВ GOI P3/3G. Способ кзкереш»! cicopoc -

ТО / ДУбшсаэв а К. . Пгдеднн В. Г.. Павлов В. А. //. - 1966.

ß. Василенко ЕХГ.. ДубцетеБ D. K. . £о:шовл В. Л. Лазер1Шй доиде-РОВСКШ4 USliCi-in-KJii, СКОРОСТИ С Цри.4енеикен VWTePvepOiieTFa Сабрк-Перо // Азтокетрня. - 1971. К 3. с. 90-9?..

9. Васн-аенко EL Г. , Луйца^ги ИЯ. . О смигании уровни адштиишх поке;: к выкодиок снгнгле лазерного дооаоровсхог'о кзкеритедя скороди // Лвтонетрия. -.SST2. - Е 5. - С 51 -5S.

10. A.C. R 401221 СССР. KSK GOI РЗ/Зб. Лазерный дооперовсклм из

керитедь CKOvKJCTii аотока / Дубшгмв C. 1L // Открытия. Пзобре гекгм. - i974. • и 25.

¡1. Dubniaijcbev Yii. H. . XoronXevlcli V. F. . Sobolev V. 5. e. o. Laser

Dopplerireter of turbulent flou parassters // Proc. DISA

conference "Fluid dynaulc сааз, arid enilrorji * - Proc. DISA

conf. - 19T2. Leicester. - 1972. - V. 1. - Г. 75-CO.

12. DubJiiahchev Yu. Й. . Barill G. A. , KoroiiKevich V. P. e. o. Laser Boppler veloclctelers for Fluids arid Gases // Acta IKEXO VI. Keasurecani and Sastruffieniatlcn. - Budapest Dresden. 1973.

Vol. 2. - P. 139-149.

13. DuLrii .iheheu Yii. П. . SoronKevlch V. P. ■ Vasi 1 enUo Yii. G. e. a.

Laser Doppler Veloclceler // Proc. IEEE. JßS. П 6.

14. HübHlsLcbev 7u. Й. . VasllenKo Tu. G. Sobolev Y. S. e. a. Laser

Doppler veloclc^Ler аз optoelectronics syslew // AppI. OpL. -

1975. - Vol. 14. S 1. - P. 1 £0-109.

15. Баскдекко C. Г.. ДУбнкзгн D. H. . Уток E. K. О ешкегшн уроеня аддтаишк «омег в витодкок сигнале лазерного изигрнтедя скорости // Оатика и спе!сгроскошш. - 1373. - Т. 35, К S. -

c. 366-359.

16. BaTpysiCKH А. IL. Дуйы1~э:; С. 11. . Попова Т. Я. Лазерный доале-

ровешй iSisapineAt. скорости с ксипеасаиией алиггезпой сос-таBÄisaoß noaos и суков // Оатнка и спекпюскопия. - 1974. -

Т. 30. - Е 6. - с. 1104-1 {£5.

¡7. A. C. U 413392 СССР. 1ЭШ G01 Р 3/36. Устройство иди нзкгре шш скорости &внле:шг. / fi.v6iiixu;>5 С. 1!. . BaciiacKui С. Г. / Открытий. П?о5ретек>зц - 197-С. П 36.

IS. VaailenKo ?u.G.. Dubnlslicbev Vu-K. Aiialy3ls of Optical согз»гпза11пг sbeias of Laser Doppler veloclcaiors // Optics an£ Laser Technology. - 1974. Vol. 6. i! 5. - P. 225-231.

19. A.C. К 5349S5 СССР JEU GOI P3/36.. ЛазершгГг домеровекк?; кз-1!.ерстедь скорости / Дубгас^ев СЬН.. Васалеяко S. Г. / Открагшг. ПЗгъ£Р£Ш1&. ~ 5 975. - И 4i.

20. А. С. Е CS2322 СССР ШГЛ GOI V 3/35. Лазерный доайеровскнЛ uiscpocisoa / Дубжс-ев ЕХ К. . Гкгагоз В. А. // 19£0.

21. Бадоусов С. К.. fiyCiiiszsi.' С. К.. Uaasos Е. К Пз^ернтель скорости с остцческкк дис№ишк1аторок дош;гровс»со11 частоты // Оаткка и

спектроскопия. - 1977. - Т. 43. Т? 4. - С. 775-779.

¡2Р.. Добитая ¡0.1!. . Попона Т. Я. Пространс-геенно-часто-глие харокте-PKCTHIUI ыедииейко ПОГЖгЫа&ЯеД среды // СПТЖЛ Н CneiCTPOCKO ПИЯ. ¡973. Т. 44. К 4. - с. 315-317.

23. Кело^сов П. Я. . ДуСнглёП И- Н. . Пальчтсонз П. Г. Пзиерсння поля

скорости // Автоиетрия. - 193?.. П 3. - с. 34-38.

24. Helousov Я. Ya. . Cubnl siichev Уч. П. . StolPousKl A. A. The

application of an ejectrc-optical frequency rodxilatcr «ith a rotating electric finld in optical Doppler Veiocirater // Optics and I-iser Teciiriolosv. - 1977. • Vol. 9. - IT 1. - p.

31-34.

25. А. С. n 5295БО СССР, !ШТ G01 P 3/36. Лазер!шЛ допдеронсклй кэнеритгль скорости / ДуСчгаеь IX Н-. Клскяегисо G. Г. Зклепс кнЛ А. П. , Тктков R ?Г. /Отюзытяя. Изобретения. - J979. - Г: 41.

26. А. С. П 703970 СССР, KS3I GO! ? 3/35. Доплеросскда ннверсно-

;ш*'>е.рен.ииазь;к.,й »якер-итель скорости / Дубнгсзев П. Н. , Василенко 30. F. / - 197Т.

27. Baciuemco »1 Г. . Дубкетев С. И. ДвухчастотииЛ иятер5сро:<етр Рз леи // Оптика к спектр-ос ко пня - 197Л. - Т. 45.-К 5. - с. S5ii-96i.

?_?>. Arnautov G. А. . Bufcnishchev 7u. 71., XoronKesich V. P. e. a.

05-tG-t;]ectronlcs nsthods of infonaation Frocessir.s In Laser TntwrferciKelry // In Optical lniorcnation processing. H.Y--Plenum Press. 1977. - VoJ 2. - P. 125 154.

29. А. С И 508156 СССР. 5ЕШ G01 P 3/36. Устройство адя измере-

ния скорости / ДуСкнк&в Л П. , Василенко С. Г. Г Открытия. 1?з нерения. 1979. !Т 41. .

30. ftubruslichsv Vu. К. . Vasilenko Yu.G. A (.азе г Doppler veloci-

rj=Ler which measures three components or Telocity // Optics

and Laser Technology. - I97G. - Vol. 3. ЯЗ. - P. 129-131.

31. Вари.лп Г. A. . Васнлгико IX Г. , Дубгпт^эв S. 11. . и др. Фурье анализ о!гп?^есклх лоплерозскнх устройств // Автометрия. 1973.

- П 5. - с. 41-47.

32. Василенко Я Г. . Дубпь—еп IX Н. , Журавель 0. А. О пространствен -

нон разрешении i! точкостч лазерииг доплеровскргх нзкернтелей скорости // Оптика и спектроскопия. - 1976. - Т. 41. Я 2.

с. 293-300. .

33. Buboishchev Yu. Я . KoronKevich V. P. , VasilenKo Yu.G. e. a.

Laser velocity eater a comparative study // Optics and t.aser technology. - 1972. - H 6. - P. 270-272.

34. Васнденхо 3. Г. . Дубнкзев D. П. . Падьчшоопа Л. Г. Пространственная н частотная структура оптического енгнала лазерного доилеровского анемометра // Автоиетрия. - 1933. - Я 1. - с.

46-55.

35. А. С. Я 1G44968 СССР, ГОЛ? G 01 Р 3/36. Оптико-заектронкое

устройство изиерениэ днпейкых размеров / Дубш;аев КХ IL . Павлом Л. А. / Открытий. Изобретения. - 19ПЗ. - П 36.

36. А. С. П 1С93974 СССР. ККИ G01 Р 3/35. Способ измерения скорости / Дубнизев D. II. / Открытия. Изобретения. - 19Д4. - Н 19.

37. Arbuzov V. А. . Belousov P. Ya. , Dubnlshchev Yu. И. е. a. Optical systeas for iueasurefsent velocity and phase structure of flows // Cc-iiibustlon and eneray utilisation. Proc. of the First Aslan-Pasi^ic Intern. Simp.- BsiJine. Persamon Press.-1990.

38. Dubnishchev Yu-H. . KoronKevlch V. P. . Senln A. G. e. a. The development of an optical Doppler technique for BseasurinH flow velocities // Opto-electronlcs. - 1974. - H 5. - P. 153 -161.

39. Dubnishchev Yu. H. , Pawlow V. A.. Sobolev V. S. e. a. Cerrela-

I ion Doppler flow «eloclbieters // Proc. IKKKO - VII. London.

1976. Г. ¡39-149.

40. Al'bU'OV V. A. . Belousov P. Y«i. . DULnlShChev 7u.fi. e. A. Op tical Systems for Heasurlnv Velocity and for visualization of Flows Structure // Multiphase Flows. Proc. of Internal Conference. - TsuKuba: University of TsuKuba. - 1991.

41. Belousov P. Va. . Dubnishchev 7u. R. . Heledln V. G. e. a. User -Doppler aneeosoeter with adaptive temporal selection of the velocity vector // Optica AppUcata. - 1990. - Vol. 20. П 3.

- P. 167-197.

42. Dubnlshchev Yu. R. . Keledln V. G. , Zhuravel F. A. . e. a. Laser Doppler anecosetry with selection of optical slenal coherent coopoiitrnL // Opt. APPl lcata. - 1937. - Vol. 17. H г. - P. 71-SQ.

43. A. C. FI 1116S37 СССР. 1ПГП GO! P 3/3G. Когерентно-оптичское устройство дли нзкерешш скорости /Дубккаев 51 Н. . Неледки В. Г. / - 1SS3.

44. Дубшоев D. и. . Ь'гледян В. Г. . Павлов В. А. Измерение скорости

методом доавероылсой сиекл-ннтерферометрии. // Автометрия. -19Й7. - П 1. - с. 44-51.

45. Белоусов П. Я. . Дубнюев Е. IL . Келадин D. Г. к др. Лазерный &oofiei>oBCKiui анемометр с временной селекцией ортогональный компонент вектора скорости // Автонетркп. ■ I9f»fi. т г. -С. 43-49.

40. Dubnlshchev Yu. П. I.aser velocltaeters For scientific апсЗ industrial applications // Институт теплофизики СО АН СССР.

- Препринт. - 1990. - Н 24. - с. 25.

47. /_ С. К 957107 СССР. ККП G01 F3/36. Способ измерений скоро стн птоков. / Лубшеек D. Ii. , Памов В. А. / Открытия. Пзобре тешш. - 1 9£2. -К 33.

46. А. С. К 1302365 СССР. К5Л5 GOi Р 3/36. Устройство дли кзкере-имя скорости / йубш^ев Е>. Н. . Белоусов П. К. . Келед»:к В. Г. ь: др./ 19S5.

45. А.С. П 1345120 СССР. 1ЕШ G01 Р 3/3. КзиернтеД!. скорости / Дубцгсдв S3. II. . Кеяедна R. Г. . Спектор Б. R. к ДР- / OTKPim:ii. Изобретения.- 1957. П 38.

М. Реве»ще ЕЗП1ЕГПЭ от 27.09.91 о кадаче А. С. по заявке II 4S67336/10 (0957001 на изобретение •'Лазерный анекоиетр" / Дубшгаев IX Н. . Келейки В. Г. /.

'j !. Васкдеако В. Г.. Дубы^ев И. Н. . Оагрдатов А. К. Оатнческш'; ¡«е-тод изнереюгк скорости двлдекля ср<--д с <-азо&1^ч;: неоднородное -‘гяни // Письма в ZT0. - 1977. - т. 3. К 19. с. 995-995.

52. Л. С. П 1251450 СССР. КЗК GO 1 p. 3/3&. Лазерный допдеровскиЛ анемометр / Дубмипев CL К. . Пеяедкн Е.’’. / 1964.

53. Arbuzav V. А. . SXibalshcbev Yu. П. 1?еа1-11вэ coloured vizuali-zatlors of phase floors by the schliren r-e-thod // Optics and LdZer Techno 1 osr. 1-199!. - Vol. 23. - По. 2. P. 11£ 120.

И. Бедоусов П. SL . Дубн^эв D. К. . Недедкн &Г. Подусроводпмковий яазеряьй кзлучйтелгь для ковлемштюй а;ге»к4:атрк:1. - Новоск-&га>ск. 19С7. - 33 с. - (Прьпригг / АН СССР. Скб. отд-кке.

Ей-г «мггоиат. к здекткжетргзд; R 3571.

53. Белоусов IL. ^ , Лубннг^ес С. П.. Недедкк В. Г. Оитнческяй »iSiie • cttojjoc-iv. ка осцоаа полупровод1шко1>оро дазера // Киап -товаи 3aeirrpoiaiiui. - 19RS. Т. 15, (13. - с. 633-635.

50. Belousov F.7s.., HixbtilBhcnsv Yiu E. . ifeiodin V. G. An optical veloclissies- cii Цв» Usis of о j&suleau&ict&r З^сгг // Кайетк Techiii*iues atvd Яедгиге^зп!^ In fluid flow’s. - Proc. Ini. Conf. - Beijiiis. - Регаалэг» Press. - 19S9. - P. 503-507.

57. A. C. H 1431495 СССР. KKH G01 P 3/36. Лазерный доояеровскиЯ

измеритель скорости / Дубншзев D. H. . Белоусов П. Я. . Келедин

В. Г. / 1986.

53. А. С. Я 533291. СССР. ККП GOl Р 3/36. Лазерный доплеровский измеритель скорости / Дубнимен D. Н. , Белоусов П. Я.

59. Дубтсзев C. II. . Попова Т. Я. Пространственно-частотные резо вансы н нелинейно погетаспеп ячейке // Письма в ЗТФ. -1978.

Т. 4. Я 9. - С. 2 0526-530.

60. А. С. Я 557141 СССР. ÍÍKI? GO! Р 3/36. Способ измерения поля

скорости лвиаушггся сред / Дубшсзев Ю. Н.. Белоусов П. Я. / Открытия. Изобретения. - 1977. н га.

61. Belousov Р. Va. . Dubnlshchev Yu. И. The application of an op-

tical Doppler frequency discrimination In a Lazer Veloclrae-ler // Optics and Lazer Technology. - 1977. Vol. 9, - П 05.

- P. 229-231.

52. А. С. Я 1034497 СССР. KKH GOl P. 3/36. Устройство дли измерения скорости / ДубННЕвВ Е. И. . Белоусон П. Я. / Открытия. Изобретении. - 1 9S4. -Н 46.

63. BkIouso« Р. Ya. Dubiiishchee Yu. Н. Laser anemometers «Ith optica] discri emiation of Doppler freuuency shift // Proc. Tntern. Conf. 'Cosputer enseneering and scientific 1 nstriiarjents In ship hudrodirwalcs". -5934. -Varna. .BIGS, p. 134.

64. Белоусов П. Я. . Дубякзев D. H. . Пальчикова И. Г. Визуализация поля скорости // Оптика н спектроскопия. - 1982. - т. 52. - Я 5.

с. 376-379. ■

65. А. С. Я 1525579 СССР ККИ GOl Р. 3/36. Устроство для обработки

сигнала лазерно1Ч> aoaaepoBCKoi-o анекометра / Дубнимев П. Н. .

Неледин R. Г. / Открытия. Изобретения. - 1989. - Н 44.

06. Келоусов П. Я. . Дуб ¡¡кг: ев D. Н. . Келедин В. Г. Лазерный дооле ронский анемометр с адаптивной временной селекдией и виз» лнзадией вектора скорости // Известия СО АН СССР (сер. техн. наук). - 1990. -Н 4. - с. 24-23.

J‘ 67. A.C. П 1638625. СССР. ¡ÍK/I GOl. Р 3/36. Лазерной измеритель вектора скорости / Дубтсзев К. Н.. Белоусов П. Я. , Неледин В. Г. и др. / Открытия. Изобретения. - 1991. - Я 12.

53. А. С. и 1569715 СССР. IÍKIT GOl P3/36. Лззерньй доплс-ровский измеритель СКОРОСТИ / Дубншяеа П. Н. . Неледин В. Г. / Открытия.

' Изобретения. - 1990. - Н 21.

5. 69. A. С. Н 1610438 СССР. 1Ш1 GOl P3/36. Устройство для изнере ни я скорости и дл1шы объекта / Дубниаев П. Н. . Неледин В. Г. /

Открытия. Изобретения. - 1990. - Я 44.

• 70. Belousov Р. Ya. . Dubnlshchev Yu. П. . Heledln V. G. Optical ve-loclneters For sovins surfaces usins saz and seraiconductor

lazers // OpLIcs and Lazer Technology. - 1990. - H 6. - P.

335- 339.

71. Dubnlshchev Yu. H. . Xrleg У. . Feislaner H. e. a. l.azei'-Dop-pler-Gesch«lndisKeltsrae3ser 1.АГО-1 // Jenar Sundshau. - 1975.

- П 5. - P. 222-225.

72. Богатырев R Я.. Дубшшев О. H.. Накоряков В. Е. и др. Экспери-

ментальные исследования течения в траниее // X прикл. нех. и техн. Физ. (ПНТФ). - 1976. - В 2. - с. 76-86.

73. Дубвишен SG. Н. . Евсеев А. Р. . Соболев Б. С. и др. Исследование

газонасмзетшх турбулеритных потоков с применением лазерного AouaepoucKOi'c измерителя скорости // S. арикл. нех. и техк. Физики (ПИТ*). - 1975. - Я 1. - с. 147-153.

74. Белоусов П. Я. . ДУбикаев Bl Н.. Евсеев А. Р. Исследование ха-

рактеристик ланкяарно-турбулентного перехода многоканальный

лазерным анемометром // Автоигтркн. - 1 98Г:. ИЗ. с. 7Т £2.

7Г). Арбузов В. А. . Белоусов П. Я. . ДуСнкген С. Н. н др. Система он

ткческой диагностики лннакикм и Чазовой структуры потоков // Сибирский Физики-технический дурнел. 1992. П,"!. с. 4 Ю.

70. Артононов Е4>. , Белоусов П. Я. . Дуйы^ггй С. К. к др. Лазерной

дои^еронский измеритель скорости горячего проката // Сталь. -|у£5. -НА.- с. 65-66.

77. Белоусов п. Я. йувт^гв Е. Н. Лазерное устройство ал я измерены» скорости шкиеш новаркносчеЛ // Кпаытоьак екгронжсл.

1936. - и 12. - с. гч^г-гч^ь.

а) А д

У Л \г <

тиф-

Р>;с.2.

I - расщепитель; 2 - фаз.пластинка; 3,4 - объективы

5 - призма Волластона; 6,7 - готоприёмн.чк;?; 8 - ди£ усилитель; 9 - рекомбинац.элемент; 10 - лоляризатоэ

а) & ф и-А-

о У / <р -V

¿7

&

да-

Рис.З.

1,2 - объективы; 3 - рекомбинационный элемент; 4,5 - ¿стопрлвМЕИк; б - диф,усилитель.

Рис.с.

Рис.9. I - лазер; 2 - леслектор; 3,4,5 - объективы; 6 -фотоприёмник; 7 - полевая диафрагма; 8 - тсилитель-форми-рователь; 9,13 - периодомеры; 1СД4 - индикаторы;* II,15 -блоки памяти; 12,16 - блоки сравнения; 17,18 - Формирователи строб-импульсов; 19 - логичас-кии элемент; 20 - счётчик по модулю П; 21 - коммутатор.

I - лазер; 2,5,7,- :бъективы; 3 - расцезктель;

4 - Чазова:; пластина; 6 - алертуэная диафрагма;

8 - зеркало; 9, II - поляриг'."анализаторы; 1С.12 - полевые дгатрагкы; 13,14 - фотолсиёиш’ки; 15,16 - блски обработки сигнала; 17'- кссрелятср.

Рис. II.

I - п/п лазер; _2 анаморйотнк5 элемент;

4,7,8 - 'объектива; о - дифракщюккый расщепитель;

6 - зеркало; 9 - объект*; 10 - зотопрлёуник;

II - блок обработки сигната.

Рис.12.

I - ток накачки п/п лазера; У - изк.скорость.

■<з>

Р;:с.ТЗ.

:аг:ер;

гн:

;о -^амгчеек;?

камзл:

.глтяческий процессов; 4 - Мотеле/'¿г/н-' 5 - услуль ав гопе Детройте частота.

?:;с.15.

I - vop.iapoBaTe.-n>' счётныых а

отрсб-импулъссв; 2,3 - процес-еооы X и У каналов; 4 - счётчик ло~ мо.гул-э П; 5 - цифровой коммутатор; С - опсен^л генератор; 7" - скесите.ть; 6~- .¿отопраёмное устройство; 9 - высокочастотный коммутатор; 10,11 - усилители зысоксй частоту; 12 - элемент задевжкя.

Рас.14.

- ЗБ -

г

?ИС.16.

I - „-азэр; 2 - .стзг.лруэдаЕ оптическая .'7:те:.-а; 3 - полезная слтлчз :ка~ з;::тз.\:5.; 4- ¿стопгшё.гнлх; 5 - .:;:.тьтр1 6 -дет^ехтор частотного рассогласования; ? - гэнератэс, управляемый наяся.кекгз?.:'; 6 - часгсгас-анаїогові^ лгеобзазо-вателъ: 5 - частотомер; ІС - стрс5хр\-5:,гыл счэтчлк;~11 -

(¿ооугосватель огроілрухсего сигнала; *І£ - ~золос::лс:-;аяь-ныл пЬесбсазователъ частота; 13 - прело глс^снальнсе звено.

_ Рис. 17.

1,6,.! - зеруало; 2,4 - согласуйте опглчеокле .модул;;; 5,7,8.3,1с - сЗъектиъы; 3 - мсл^глятср-г;£сі.челлтель;

12 - Іотсприсуник. '

■J/Ue

0,8

0.6

OA

0,2

0

Г ' У

// \

г \

0,2 ОС 0.6 С,S <///> y-fr- О, tt г?*- f* - Í, SS Я3 °- fi? * г. С? /О*

5 12 13 е-70г

>

í i í i i Í

Т

\râ

£=(.</ - V )/ V ; временно": гитс-свал :,'.s:r^r кадрами 2 .ve. Прссгранственнс-зре.’/енное оаслізедел-зние пульсаций скорсст::

в rpyiê. '

Г!

РКС.2С.