Розглянуті питання удосконалення лазерного допплерівського вимірювача швидкості (ЛДВШ) аеро та гідродинамічних потоків.В дисертації проведені наукові дослідження, які направлені на зменшення похибки вимірювання. Розроблена математична модель формування сигналу у оптико-електронному тракті лазерного допплерівського вимірювача швидкості диференціального типу.Модель сигналу враховує вплив узгодження розсіяного випромінювання за інтенсивністю та станом поляризації. Окрім цих параметрів розсіяного випромінювання на глибину модуляції та відношення сигнал/шум впливає ступінь узгодження «елементарних» допплерівських сигналів за фазою.Глибина модуляції допплерівського сигналу визначається добутком коефіцієнтів амплітудного, поляризаційного та фазового узгодження. Ці коефіцієнти можуть змінюватись в межах від 0 до 1. Зменшити ступінь неузгодженості сигналу за інтенсивністю, поляризацією та фазою можна за рахунок використання фільтру, який потрібно встановлювати замість апертурної діафрагми. Це дозволить підвищити глибину модуляції, відношення сигнал/шум та зменшити похибку вимірювання швидкості.Розроблена конструкція та виготовлена оптична частина експериментального лазерного допплерівського вимірювача швидкості на основі потужного діоду з низькою ступеню когерентності випромінювання. Проведено експериментальне дослідження впливу інтенсивності розсіяного випромінювання на глибину модуляції допплерівського сигналу. Експериментально підтверджений метод збільшення глибини модуляції допплерівського сигналу за рахунок узгодження інтенсивності розсіяного випромінювання. В дисертаційній роботі отримані наступні наукові результати:- розроблений метод зменшення похибки лазерного допплерівського вимірювача швидкості шляхом просторової фільтрації розсіяного випромінювання, яке має низьку ступінь узгодження за інтенсивністю;- розроблений метод зменшення похибки лазерного допплерівського вимірювача швидкості шляхом просторової фільтрації розсіяного випромінювання, яке має низький ступінь узгодження за поляризацією; - розроблений метод зменшення похибки лазерного допплерівського вимірювача швидкості шляхом просторової фільтрації розсіяного випромінювання, прийом якого приводить до формування на виході фотоприймача сигналів, що знаходяться у протифазі;- розроблена структура лазерного допплерівського вимірювача швидкості, в якому відбувається компенсація низькочастотної складової допплерівського сигналу. Практичне значення результатів дисертаційної роботи полягає в наступному.- розроблений метод за допомогою якого можна визначити форму фільтра. Використання такого фільтру в лазерному допплерівському вимірювачі швидкості, в якому розсіяне випромінювання приймається вперед підвищує його узгодження за інтенсивністю, глибину модуляції, відношення сигнал/шум та зменшує похибку вимірювання;- розроблений метод за допомогою якого можна визначити форму фільтра. Використання такого фільтру в лазерному допплерівському вимірювачі швидкості, в якому розсіяне випромінювання приймається назад підвищує його узгодження за поляризацією, глибину модуляції, відношення сигнал/шум та зменшує похибку вимірювання;- розроблений метод за допомогою якого можна визначити форму фільтра. Використання такого фільтру дозволяє підвищити ступінь узгодження «елементарних» допплерівських сигналів за фазою. Глибину модуляції, відношення сигнал/шум та зменшити похибку вимірювання швидкості потоку;- розроблені структури лазерних допплерівських вимірювачів призначених для вимірювання двох та трьох компонент вектора швидкості відповідно до специфіки проведення вимірювань;- розроблена структура лазерного вимірювача, який призначений для застосування в таких технологічних процесах де одночасно потрібно вимірювати швидкість та довжину, наприклад при виготовлені електричного кабелю, під час прокату металу та в інших технологічних процесах;- розроблена структура лазерного лічильника аерозолів, який призначений для визначення розподілу аерозолів за розміром під час контролю якості повітря у виробничих приміщеннях електронної та фармацевтичної промисловості;- розроблена структура лазерного допплерівського вимірювача двох компонент вектора швидкості вібрації призначеного для застосування під час стендових досліджень авіадвигунів, енергетичного обладнання та іншої техніки;- розроблена структура лазерного вимірювача двох компонент вектора істинної повітряної швидкості безпілотного літального апарату.Ключові слова: вимірювання, швидкість, аеро та гідродинамічний, потік, лазер, допплерівський, похибка, глибина модуляції, сигнал/шум, інтенсивність, поляризація, фаза, розсіяння.

Постачальник даних: УкрІНТЕІ (Український Інститут науково-технічної експертизи та Інформації)

  Завантажити автореферат