×
29.05.2019
219.017.68e5

Результат интеллектуальной деятельности: ЛАЗЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВОДНЫХ ПОТОКОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Лазерный измеритель скорости водных потоков содержит передающий канал с дифракционно-оптическим делением лазерного пучка и приемный канал. Приемный канал включает фокусирующий объектив, диафрагму, фотодиод и предварительный усилитель, подключенный к преобразователю доплеровского сигнала. Также лазерный измеритель содержит вычислительное устройство, а в приемный канал дополнительно введены вторая диафрагма и второй фотодиод с предварительным усилителем, подключенным к второму преобразователю доплеровского сигнала. При этом выходы преобразователей доплеровского сигнала подключены к вычислительному устройству. Технический результат заключается в обеспечении минимизации погрешности измерения скорости, обусловленной пограничным слоем. 1 ил.

Устройство относится к области морского приборостроения и предназначено для использования в качестве относительного лага и измерителя скорости течений для приповерхностных и глубоководных исследований.

Известны лазерные доплеровские измерители скорости с использованием призменных делителей лазерного пучка (Б.С.Ринкявичюс «Лазерная диагностика потоков», МЭИ, 1990). Их недостатком является чувствительность к разъюстировке призменного делителя или лазера, значительное влияние загрязнения защитного оптического окна, возможность использования только одномодовых лазеров с системой температурной стабилизации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является лазерный доплеровский измеритель скорости («Применение дифракционных решеток в лазерной доплеровской анемометрии. Technisches Messen, 61.1994 7/8, стр.311-316), содержащий передающий канал с дифракционно-оптическим делением лазерного пучка и приемный канал, включающий фокусирующий объектив, диафрагму, фотодиод и предварительный усилитель.

Недостатком рассмотренного лазерного доплеровского измерителя скорости является большая погрешность измерения скорости, обусловленная наличием пограничного слоя (слоя воды, непосредственно прилегающего к поверхности обтекаемого тела), что ограничивает возможность использования лазерного измерителя в качестве относительного лага и измерителя скорости течения. Реально толщина пограничного слоя может достигать 500-1000 мм в зависимости от размера судна, с которого осуществляется измерение, а стандартное рабочее расстояние дифракционных лазерных доплеровских измерителей скорости 100-200 мм.

Увеличение рабочего расстояния приводит к увеличению габаритов лазерного датчика и усложнению конструкции, а также к значительному увеличению потерь мощности лазерного излучения в воде, что практически ограничивает реализацию дифракционного лазерного доплеровского измерителя скорости с рабочим расстоянием более 200-300 мм.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является создание лазерного доплеровского измерителя скорости, обеспечивающего минимизацию погрешности измерения скорости, обусловленную пограничным слоем.

Указанная задача решается за счет того, что лазерный измеритель скорости водных потоков, содержащий передающий канал с дифракционно-оптическим делением лазерного пучка и приемный канал, включающий фокусирующий объектив, диафрагму, фотодиод и предварительный усилитель, подключенный к преобразователю доплеровского сигнала, содержит вычислительное устройство, а в приемный канал дополнительно введены вторая диафрагма и второй фотодиод с предварительным усилителем, подключенным к второму преобразователю доплеровского сигнала, при этом выходы преобразователей доплеровского сигнала подключены к вычислительному устройству.

Сущность устройства поясняется чертежом. Устройство состоит из полупроводникового лазерного модуля 1, дифракционной решетки 2, объектива 3, пространственного фильтра 4, объектива 5, образующих передающий канал с дифракционно-оптическим делением лазерного пучка. Приемный канал содержит фокусирующий объектив 6, диафрагмы 7 и 8, фотодиоды 9, 10, предварительные усилители 11 и 12, преобразователи доплеровского сигнала 13 и 14. Выходы преобразователей 13 и 14 подключены к вычислительному устройству 15. Конструктивно элементы 1-15 размещены в герметичном корпусе 17 с защитным окном 16, как показано на чертеже. Возможно также выполнение элементов 13, 14, 15 в виде отдельного узла вне корпуса 17.

Устройство работает следующим образом: световой пучок лазерного модуля 1 падает на дифракционную решетку 3, на выходе которой в результате дифракции и интерференции в дальней зоне получается семейство порядков дифракции. После прохождения телецентрической системы (объективы 3 и 5, пространственный фильтр 4) остаются только ± первые порядки дифракции, которые, пересекаясь в воде, образуют протяженную пространственную интерференционную картину (решетку). Рассеянное оптическими неоднородностями при пересечении решетки лазерное излучение фокусируется объективом 6 через диафрагмы 7 и 8 на фотодиодах 9 и 10, преобразующих это излучение в доплеровские сигналы, которые усиливаются в предварительных усилителях 11 и 12 и в преобразователях доплеровского сигнала 13 и 14 преобразуются в значения скорости на расстоянии «l1» и «l2» - «ul1» и ul2». В вычислителе 15 определяется значение скорости “u0” на основном участке потока вне пограничного слоя путем решения двух уравнений с двумя неизвестными «u0» и «δ»:

где u(l1) и u(l2) - измеренные значения скорости на расстоянии l1 и l2 от выходного окна измерителя,

δ - толщина пограничного слоя,

u0 - вычисленное значение скорости с учетом толщины пограничного слоя (на расстоянии «δ» от днища судна в основном участке потока).

Применение предлагаемого устройства позволит минимизировать погрешность измерения скорости, определяемую толщиной пограничного слоя, и в процессе эксплуатации в значительной степени сократить достаточно трудоемкие периодические испытания.

Лазерный измеритель скорости водных потоков, содержащий передающий канал с дифракционно-оптическим делением лазерного пучка и приемный канал, включающий фокусирующий объектив, диафрагму, фотодиод и предварительный усилитель, подключенный к преобразователю доплеровского сигнала, отличающийся тем, что лазерный измеритель содержит вычислительное устройство, а в приемный канал дополнительно введены вторая диафрагма и второй фотодиод с предварительным усилителем, подключенным к второму преобразователю доплеровского сигнала, при этом выходы преобразователей доплеровского сигнала подключены к вычислительному устройству.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 364 items.
20.06.2013
№216.012.4c15

Способ получения микросфер для радиотерапии

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для получения микросфер для радиотерапии. Технический результат изобретения заключается в сохранении высокой удельной активности микросфер при их использовании в течение длительного времени. Формируют микросферы в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485059
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fea

Способ получения огнебиозащитного состава

Изобретение относится к получению огнезащитных растворов для обработки древесины и материалов на ее основе с целью придания ей стойкости против действия биологических агентов разрушения и предотвращения возгорания и распространения пламени по поверхности. В способе смешивают диаммонийфосфат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486051
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.503d

Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов, керамики, адсорбентов, косметики, антибактериальных препаратов, катализаторов. Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана из четыреххлористого титана включает осаждение диоксида титана одновременным сливанием в воду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486134
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.59f8

Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги

Изобретение относится к области производства волокнистых полуфабрикатов из хвойной и лиственной древесины по сульфитному способу варки с получением целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров. Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги реализуют путем варки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488653
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5b14

Преобразователь частоты

Настоящее изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники, в частности к статическим преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488937
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c34

Противопригарная термостойкая краска для песчаных и металлических форм (варианты)

Изобретение относится к технологии литейного производства. Противопригарная термостойкая краска содержит, мас.%: наполнитель 70-75, бентонит 2,5-4,5, сульфат алюминия 3,0-5,5, вода - остальное. По второму варианту краска содержит наполнитель, мас.%: наполнитель 70-75, - декстрин 3,5-4,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489225
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5c8a

Способ преобразования напряжения гребного электропривода и гребной электропривод для его осуществления

Изобретение относится к области судовых энергетических установок. Способ преобразования напряжений гребного электропривода основан на согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений. Задают допустимые значения напряжений, токов и скоростей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489311
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.09.2013
№216.012.6afc

Надводное однокорпусное водоизмещающее быстроходное судно

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования однокорпусных быстроходных судов. Судно содержит вытянутый вдоль своей диаметральной плоскости корпус с плавными криволинейными обводами подводной части и с наибольшей шириной конструктивной ватерлинии в кормовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493039
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6aff

Танкер ледового класса

Изобретение относится к области судостроения, в частности к танкерам ледового класса. Корпус танкера содержит днище, второе дно, вертикальные борта, балластные цистерны, верхнюю палубу, грузовую зону с размещенными последовательно грузовыми танками в виде ряда, ориентированного по длине судна,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493042
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6f53

Способ обработки овчин

Изобретение относится к меховой промышленности и может быть использовано при обработке овчин, предназначенных для изготовления одежды, головных уборов, деталей обуви и других изделий из меха. Способ включает отмоку, первое и второе обезжиривание в водном растворе анионактивного ПАВ и препарата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494150
Дата охранного документа: 27.09.2013
Showing 1-6 of 6 items.
27.07.2013
№216.012.591c

Способ перемешивания высоковязких жидкостей

Изобретение относится к технологиям химической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности, а именно к перемешиванию жидкостей. Жидкости подают в емкость, образованную зазором постоянного размера между стенками коаксиальных сосудов одинаковой формы, цилиндрической или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488433
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.09.2015
№216.013.7c9b

Способ механического перемешивания высоковязких жидкостей

Изобретение относится к механическому перемешиванию жидкостей, растворов, суспензий, эмульсий и паст и может использоваться для их приготовления в технологиях химической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности. Жидкостями заполняют емкость, образованную зазором постоянного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563496
Дата охранного документа: 20.09.2015
12.01.2017
№217.015.5ac7

Способ бестранспортного перемешивания жидкостей

Изобретение относится к перемешиванию жидкостей, паст, расплавов жидких металлов и может использоваться в технологиях химической промышленности, в экспериментальных установках, предназначенных для выявления возможности генерации магнитного поля с использованием в качестве рабочего тела жидкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589485
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2019
№219.016.af0b

Способ устранения турбулентности в течениях с вращением

Изобретение относится к способам уменьшения интенсивности турбулентности в течениях с вращением вплоть до полного ее устранения и может использоваться в технологиях обработки жидких металлов и расплавов, например при центробежном литье металлов и сплавов, а также выращивании монокристаллов из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676834
Дата охранного документа: 11.01.2019
10.04.2019
№219.017.03b6

Ионизатор

Изобретение относится к технике газовых разрядов. В продуваемой ионизационной камере закреплены соосно игольчатые электроды, подключенные к вторичной обмотке импульсного трансформатора высоковольтного блока с датчиком напряжения в цепи понижающей обмотки обратной связи, обеспечивающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002388125
Дата охранного документа: 27.04.2010
24.05.2019
№219.017.5f9e

Способ ионизации газа

Изобретение относится к технике генерирования ионов для выведения в замкнутое пространство и может быть использовано для повышения эффективности работы систем, где требуется очистка, снижение токсичности и т.п. Способ ионизации газа основан на формировании нестационарного пробоя между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002398328
Дата охранного документа: 27.08.2010
+ добавить свой РИД