JPH0660938B2 - 二次元レ−ザ速度測定装置 - Google Patents
二次元レ−ザ速度測定装置Info
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- JPH0660938B2 JPH0660938B2 JP18375585A JP18375585A JPH0660938B2 JP H0660938 B2 JPH0660938 B2 JP H0660938B2 JP 18375585 A JP18375585 A JP 18375585A JP 18375585 A JP18375585 A JP 18375585A JP H0660938 B2 JPH0660938 B2 JP H0660938B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は光ビームを断続させて微粒子の二次元の速度を
測定するようにしたデュアルビーム型の二次元レーザ速
度測定装置に関するものである。
測定するようにしたデュアルビーム型の二次元レーザ速
度測定装置に関するものである。
本発明による二次元レーザ測定測定装置は、単一波長の
レーザビームを4分割して2対の光ビームとすると共
に、各対の光ビームを交互に断続し所定領域で交叉させ
て交互に縞の向きが異なる干渉縞を形成している。そし
て干渉縞を通過する粒子により散乱される散乱光の周波
数を測定し夫々の干渉縞に対応した方向の速度を測定す
るようにしたものである。
レーザビームを4分割して2対の光ビームとすると共
に、各対の光ビームを交互に断続し所定領域で交叉させ
て交互に縞の向きが異なる干渉縞を形成している。そし
て干渉縞を通過する粒子により散乱される散乱光の周波
数を測定し夫々の干渉縞に対応した方向の速度を測定す
るようにしたものである。
従来より可干渉性及び単色性に優れたレーザ光の特徴に
着目してレーザ光を用いて粒子速度を測定する装置が提
案され、近年デュアルビームによるレーザ速度計が広く
用いられている。デュアルビームレーザ速度計は同一の
偏光面を有するレーザビームを一点で交叉させて干渉縞
を形成し、交叉領域を粒子が通過するときに生じる散乱
光が干渉縞に対応した周期的な強度変化を有することか
ら粒子速度を測定するものである。ところがこのような
従来のレーザ速度測定装置は干渉縞の垂直方向の速度成
分しか測定するとができないため、干渉縞を通過する粒
子の二次元速度情報が得られないという問題点があっ
た。
着目してレーザ光を用いて粒子速度を測定する装置が提
案され、近年デュアルビームによるレーザ速度計が広く
用いられている。デュアルビームレーザ速度計は同一の
偏光面を有するレーザビームを一点で交叉させて干渉縞
を形成し、交叉領域を粒子が通過するときに生じる散乱
光が干渉縞に対応した周期的な強度変化を有することか
ら粒子速度を測定するものである。ところがこのような
従来のレーザ速度測定装置は干渉縞の垂直方向の速度成
分しか測定するとができないため、干渉縞を通過する粒
子の二次元速度情報が得られないという問題点があっ
た。
そこで干渉縞領域を通過する粒子の二次元速度を測定す
るために種々の装置が提案されている。その一つはアル
ゴンレーザ等の複数の波長のレーザ光を発するレーザ光
源を用い、夫々の波長のレーザビームを分離し干渉縞の
方向が異なるように一点で交叉せしめて、その交叉領域
を通過する被測定粒子からの散乱光をその光の波長の相
違に基づいて分離して二次元の速度情報を得るようにし
た速度測定装置である。
るために種々の装置が提案されている。その一つはアル
ゴンレーザ等の複数の波長のレーザ光を発するレーザ光
源を用い、夫々の波長のレーザビームを分離し干渉縞の
方向が異なるように一点で交叉せしめて、その交叉領域
を通過する被測定粒子からの散乱光をその光の波長の相
違に基づいて分離して二次元の速度情報を得るようにし
た速度測定装置である。
しかしながらこのような測定装置は、大型のアルゴンレ
ーザ等の2色レーザが必要となり光学系の調整時の操作
も複雑になるという問題点があった。
ーザ等の2色レーザが必要となり光学系の調整時の操作
も複雑になるという問題点があった。
又他の二次元速度測定装置としては、単一波長のレーザ
光源を用い偏光ビームスプリッタにより偏光方向が互い
に垂直の二つの成分に分離すると共に、夫々を更に二本
の平行ビームとしてそれらを一点で干渉せしめ偏光方向
の異なる二つの干渉縞を形成し、そこから得られた前方
散乱光を偏光ビームスプリッタにより分離して互いに垂
直な二つの速度成分を得るようにしたものが考えられ
る。このような二次元速度測定装置ではレーザ光源を偏
光方向毎に分離する偏光ビームスプリッタが必要とな
り、光学的な調整が複雑になるという問題点があった。
又散乱光の偏光面は完全に保存されていないので、相互
干渉が起こり易くなるという問題点もあった。
光源を用い偏光ビームスプリッタにより偏光方向が互い
に垂直の二つの成分に分離すると共に、夫々を更に二本
の平行ビームとしてそれらを一点で干渉せしめ偏光方向
の異なる二つの干渉縞を形成し、そこから得られた前方
散乱光を偏光ビームスプリッタにより分離して互いに垂
直な二つの速度成分を得るようにしたものが考えられ
る。このような二次元速度測定装置ではレーザ光源を偏
光方向毎に分離する偏光ビームスプリッタが必要とな
り、光学的な調整が複雑になるという問題点があった。
又散乱光の偏光面は完全に保存されていないので、相互
干渉が起こり易くなるという問題点もあった。
本発明はこのような従来の二次元速度測定装置の問題点
を解消するものであって、単一波長のレーザ光源を用い
ると共に光学系を容易に構成することができる二次元レ
ーザ速度測定装置を提供するものである。
を解消するものであって、単一波長のレーザ光源を用い
ると共に光学系を容易に構成することができる二次元レ
ーザ速度測定装置を提供するものである。
本発明はデュアルビーム型の二次元レーザ速度測定装置
であって、単一波長のレーザ光を発生するレーザ光源
と、レーザ光源より得られるレーザ光を4分割して第1
対及び第2対の光ビームとし、第1対の光ビームの光路
を含む第1の面と第2対の光ビームの光路を含む第2の
面との成す角を直角となるように分離するビーム分離手
段と、ビーム分離手段より得られる2対の光ビームを各
対毎に交互に断続する光ビーム断続手段と、光ビーム断
続手段より与えられる各対の光ビームを交互に1点で交
叉させる第1の光学手段と、交叉領域を粒子が通過する
際に得られる散乱光を集光する第2の光学手段と、第2
の光学手段により集光された散乱光を電気信号に変換す
る光電変換器と、第1対の光ビームの駆動時にその光路
を含む第1の面に平行な粒子の速度成分及び第2対の光
ビームの駆動時にその光路を含む第2の面に平行な粒子
の速度成分を、交互に光電変換器より得られる信号の周
波数により測定する信号処理手段と、各対の光ビームの
駆動によって信号処理手段より得られる粒子の互いに垂
直な速度成分を光ビームの断続信号に基づいて分離する
分離出力手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。
であって、単一波長のレーザ光を発生するレーザ光源
と、レーザ光源より得られるレーザ光を4分割して第1
対及び第2対の光ビームとし、第1対の光ビームの光路
を含む第1の面と第2対の光ビームの光路を含む第2の
面との成す角を直角となるように分離するビーム分離手
段と、ビーム分離手段より得られる2対の光ビームを各
対毎に交互に断続する光ビーム断続手段と、光ビーム断
続手段より与えられる各対の光ビームを交互に1点で交
叉させる第1の光学手段と、交叉領域を粒子が通過する
際に得られる散乱光を集光する第2の光学手段と、第2
の光学手段により集光された散乱光を電気信号に変換す
る光電変換器と、第1対の光ビームの駆動時にその光路
を含む第1の面に平行な粒子の速度成分及び第2対の光
ビームの駆動時にその光路を含む第2の面に平行な粒子
の速度成分を、交互に光電変換器より得られる信号の周
波数により測定する信号処理手段と、各対の光ビームの
駆動によって信号処理手段より得られる粒子の互いに垂
直な速度成分を光ビームの断続信号に基づいて分離する
分離出力手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。
このような特徴を有する本発明によれば、He−Neレ
ーザ等の単一波長の光源を用いて2対のレーザビームと
し、各対のレーザビームにより形成される面の成す角を
直角としている。そして各対の光ビームを光ビーム断続
手段によって断続し、交互に切換えて測定領域に干渉縞
を形成している。従って測定領域に形成される干渉縞に
応じて2方向の微粒子速度を測定することができるの
で、色収差等の問題がなく光学系の構成が容易となり、
装置を小型化することが可能である。又夫々の方向の速
度を測定する信号処理部も共用することによって夫々の
出力を交互に得ることができるため、装置を小型化し安
価な二次元レーザ速度測定装置とすることが可能とな
る。
ーザ等の単一波長の光源を用いて2対のレーザビームと
し、各対のレーザビームにより形成される面の成す角を
直角としている。そして各対の光ビームを光ビーム断続
手段によって断続し、交互に切換えて測定領域に干渉縞
を形成している。従って測定領域に形成される干渉縞に
応じて2方向の微粒子速度を測定することができるの
で、色収差等の問題がなく光学系の構成が容易となり、
装置を小型化することが可能である。又夫々の方向の速
度を測定する信号処理部も共用することによって夫々の
出力を交互に得ることができるため、装置を小型化し安
価な二次元レーザ速度測定装置とすることが可能とな
る。
第1図は本発明による二次元速度測定装置の一実施例の
光学系の配置を示す斜視図であり、第2図は駆動部及び
信号処理部のブロック図である。これらの図において単
一波長のレーザ光源、例えばHe−Neレーザ1のレー
ザビームはビームスプリッタ2に与えられる。ビームス
プリッタ2は与えられたレーザ光を2本の光強度が等し
い平行なレーザビームに分離するものであって、夫々の
出射面にビームスプリッタ3及び4が設けられる。ビー
ムスプリッタ3及び4は夫々与えられたレーザビームを
2対の平行なレーザビームa,b及びc,dに変換する
ものである。ビームスプリッタ3,4は第1対のレーザ
ビームa,bの光路を含む第1の面、及び第2対のレー
ザビームの光路c,dを含む第2の面が垂直になるよう
に配置されるものとする。そしてビームスプリッタ3,
4のビーム出力端には夫々ブラッグセル5a,5b,5
c,5dが設けられる。ブラッグセル5a〜5dは超音
波信号によって駆動され、音響光学効果により入射され
たレーザビームの1部を所定方向に回折すると共に、周
波数をシフトするものである。各ブラッグセル5a〜5
dの回折光及び透過光は夫々ウエッジ6a〜6dに与え
られる。ウエッジ6a〜6dはブラッグセル5a〜5d
から与えられる回折光を元の光ビームの光路にシフトさ
せるのである。そしてこの各光路上に絞り7a〜7dが
夫々設けられる。絞り7a〜7dは不要なレーザビーム
を遮断し各ブラッグセル5a〜5dによって回折された
レーザビームのみを集束レンズ8に与える。集束レンズ
8は2対のレーザビームa,b及びレーザビームc,d
を測定領域に集束すると共に、測定領域を通過する粒子
による散乱光を集光するものである。絞り7a〜7dの
中間位置には散乱光を反射させるミラー9が設けられ
る。ミラー9の光行路には反射された散乱光を1点に集
束させる集束レンズ10及びその焦点位置に光電変換器
11が設けられる。光電変換器11は例えばアバランシ
ェ型フォトダイオード等かた成り、光信号を電気信号に
変換するものであって、その出力を信号処理部12に与
える。
光学系の配置を示す斜視図であり、第2図は駆動部及び
信号処理部のブロック図である。これらの図において単
一波長のレーザ光源、例えばHe−Neレーザ1のレー
ザビームはビームスプリッタ2に与えられる。ビームス
プリッタ2は与えられたレーザ光を2本の光強度が等し
い平行なレーザビームに分離するものであって、夫々の
出射面にビームスプリッタ3及び4が設けられる。ビー
ムスプリッタ3及び4は夫々与えられたレーザビームを
2対の平行なレーザビームa,b及びc,dに変換する
ものである。ビームスプリッタ3,4は第1対のレーザ
ビームa,bの光路を含む第1の面、及び第2対のレー
ザビームの光路c,dを含む第2の面が垂直になるよう
に配置されるものとする。そしてビームスプリッタ3,
4のビーム出力端には夫々ブラッグセル5a,5b,5
c,5dが設けられる。ブラッグセル5a〜5dは超音
波信号によって駆動され、音響光学効果により入射され
たレーザビームの1部を所定方向に回折すると共に、周
波数をシフトするものである。各ブラッグセル5a〜5
dの回折光及び透過光は夫々ウエッジ6a〜6dに与え
られる。ウエッジ6a〜6dはブラッグセル5a〜5d
から与えられる回折光を元の光ビームの光路にシフトさ
せるのである。そしてこの各光路上に絞り7a〜7dが
夫々設けられる。絞り7a〜7dは不要なレーザビーム
を遮断し各ブラッグセル5a〜5dによって回折された
レーザビームのみを集束レンズ8に与える。集束レンズ
8は2対のレーザビームa,b及びレーザビームc,d
を測定領域に集束すると共に、測定領域を通過する粒子
による散乱光を集光するものである。絞り7a〜7dの
中間位置には散乱光を反射させるミラー9が設けられ
る。ミラー9の光行路には反射された散乱光を1点に集
束させる集束レンズ10及びその焦点位置に光電変換器
11が設けられる。光電変換器11は例えばアバランシ
ェ型フォトダイオード等かた成り、光信号を電気信号に
変換するものであって、その出力を信号処理部12に与
える。
さて前述したブラッグセル5a〜5dはブラッグセル駆
動部13により駆動される。ブラッグセル駆動部13は
第2図に示すように所定の相異なる高周波、例えば78MH
z及び82MHzの周波数を夫々発振する高周波発振器14,
15とクロック信号発生器16を有している。クロック
信号発生器16は2対のレーザビームを切換える切換え
信号を発生するものであって、その出力をゲート信号と
してアナログスイッチ17,18及びインバータ19を
介してアナログスイッチ20,21に与える。高周波発
振器14,15の出力は夫々アナログスイッチ17,2
0及び18,21に与えられる。アナログスイッチ1
7,18の出力は夫々ブラッグセル5a,5bに与えら
れており、アナログスイッチ20,21の出力は夫々ブ
ラッグセル5c,5dに与えられている。一方信号処理
部12は光電変換器11より与えられるバースト周波数
を算出するものであり、F/V変換器や入力周波数の基
準クロックを計数するカウンタ型の周波数測定器が用い
られる。信号処理部12の周波数出力はアナログスイッ
チ22,23に与えられる。又信号処理部12は周波数
を識別した後処理確認信号を発生しており、その確認信
号は夫々アナログ回路24,25に与えられる。アンド
回路24にはゲート信号としてクロック信号発生器16
の出力が直接与えられ、アンド回路25にはゲート信号
としてクロック信号発生器16の出力がインバータ19
を介して与えられている。アンド回路24,25は論理
積出力をゲート信号として夫々アナログスイッチ22,
23に与えることによって信号処理部12の出力を選択
するものである。
動部13により駆動される。ブラッグセル駆動部13は
第2図に示すように所定の相異なる高周波、例えば78MH
z及び82MHzの周波数を夫々発振する高周波発振器14,
15とクロック信号発生器16を有している。クロック
信号発生器16は2対のレーザビームを切換える切換え
信号を発生するものであって、その出力をゲート信号と
してアナログスイッチ17,18及びインバータ19を
介してアナログスイッチ20,21に与える。高周波発
振器14,15の出力は夫々アナログスイッチ17,2
0及び18,21に与えられる。アナログスイッチ1
7,18の出力は夫々ブラッグセル5a,5bに与えら
れており、アナログスイッチ20,21の出力は夫々ブ
ラッグセル5c,5dに与えられている。一方信号処理
部12は光電変換器11より与えられるバースト周波数
を算出するものであり、F/V変換器や入力周波数の基
準クロックを計数するカウンタ型の周波数測定器が用い
られる。信号処理部12の周波数出力はアナログスイッ
チ22,23に与えられる。又信号処理部12は周波数
を識別した後処理確認信号を発生しており、その確認信
号は夫々アナログ回路24,25に与えられる。アンド
回路24にはゲート信号としてクロック信号発生器16
の出力が直接与えられ、アンド回路25にはゲート信号
としてクロック信号発生器16の出力がインバータ19
を介して与えられている。アンド回路24,25は論理
積出力をゲート信号として夫々アナログスイッチ22,
23に与えることによって信号処理部12の出力を選択
するものである。
(実施例の動作) 次に本実施例の動作について波形図を参照しつつ説明す
る。He−Neレーザ1の出力はビームスプリッタ2及
び3,4によって4本の平行なレーザビームa〜dに分
離されて夫々ブラッグセル5a〜5dに与えられてい
る。さて第3図(a),(c)に示すようにクロック信号発生
器16の出力が“H”レベルである時間帯Txにはアナ
ログスイッチ17,18のゲートが開放され、高周波発
振器14、15の夫々の出力が夫々ブラッグセル5a及
び5bに与えられる。従ってブラッグセル5a,5bよ
り一次回折光及び透過光がウエッジ6a,6bを介して
絞り7a,7bに与えられ、第4図(a)に示すように絞
り7a,7bを通過して集束レンズ8によって測定領域
に集束される。一方ブラッグセル5c,5dには超音波
信号は伝えられないので透過光のみがウエッジ6c,6
dを介して絞り7c,7dに与えられるのが、第4図
(a)に示すように絞りによってこの信号が遮断され集束
レンズ8には与えられない。従って時間帯Txにはレー
ザビームa,bによる干渉縞が測定領域に形成される。
ここでレーザビームa,bはHe−Neレーザの発振周
波数より夫々78MHz,82MHzシフトしているため、レーザ
ビームa,bは4MHzの周波数差を持っている。従って
測定領域に形成される干渉縞自体も4MHzに対応する速
さで移動するものとなる。
る。He−Neレーザ1の出力はビームスプリッタ2及
び3,4によって4本の平行なレーザビームa〜dに分
離されて夫々ブラッグセル5a〜5dに与えられてい
る。さて第3図(a),(c)に示すようにクロック信号発生
器16の出力が“H”レベルである時間帯Txにはアナ
ログスイッチ17,18のゲートが開放され、高周波発
振器14、15の夫々の出力が夫々ブラッグセル5a及
び5bに与えられる。従ってブラッグセル5a,5bよ
り一次回折光及び透過光がウエッジ6a,6bを介して
絞り7a,7bに与えられ、第4図(a)に示すように絞
り7a,7bを通過して集束レンズ8によって測定領域
に集束される。一方ブラッグセル5c,5dには超音波
信号は伝えられないので透過光のみがウエッジ6c,6
dを介して絞り7c,7dに与えられるのが、第4図
(a)に示すように絞りによってこの信号が遮断され集束
レンズ8には与えられない。従って時間帯Txにはレー
ザビームa,bによる干渉縞が測定領域に形成される。
ここでレーザビームa,bはHe−Neレーザの発振周
波数より夫々78MHz,82MHzシフトしているため、レーザ
ビームa,bは4MHzの周波数差を持っている。従って
測定領域に形成される干渉縞自体も4MHzに対応する速
さで移動するものとなる。
さて微粒子pがこの干渉縞領域を第4図(a)に示すよう
にX軸方向に通過したものとすると、そのとき生じる散
乱光は干渉縞に対応した周期的な強度変化を有するもの
となる。そして散乱光が集束レンズ8によって集束され
ミラー9及び集束レンズ10を介して光電変換器11に
よって第3図(e)に示すように電気信号に変換される。
この信号の高周波成分の周波数が信号処理部12によっ
て測定され、その周波数が算出される。その後第3図
(e),(f)に示すように信号処理部12は処理確認信号を
出力する。そのときクロック信号発生器16の出力が直
接アンド回路24に与えられているため、その論理積出
力によってアナログスイッチ22が開放され、出力が出
される。ここで干渉縞自体が4MHzの周波数を持ってた
め散乱光の周波数成分は4MHzを原点としてその上下に
シフトする周波数により微粒子pのX方向の速度と方向
を判別することが可能となる。
にX軸方向に通過したものとすると、そのとき生じる散
乱光は干渉縞に対応した周期的な強度変化を有するもの
となる。そして散乱光が集束レンズ8によって集束され
ミラー9及び集束レンズ10を介して光電変換器11に
よって第3図(e)に示すように電気信号に変換される。
この信号の高周波成分の周波数が信号処理部12によっ
て測定され、その周波数が算出される。その後第3図
(e),(f)に示すように信号処理部12は処理確認信号を
出力する。そのときクロック信号発生器16の出力が直
接アンド回路24に与えられているため、その論理積出
力によってアナログスイッチ22が開放され、出力が出
される。ここで干渉縞自体が4MHzの周波数を持ってた
め散乱光の周波数成分は4MHzを原点としてその上下に
シフトする周波数により微粒子pのX方向の速度と方向
を判別することが可能となる。
一方クロック信号発生器16の出力が“L”レベルとな
る時間帯Tyにはアナログスイッチ17,18が閉鎖さ
れ、インバータ19を介して“H”レベルが入力される
アナログスイッチ20,21が開放する。従って高周波
発振器14,15の出力がアナログスイッチ20,21
を通じて夫々ブラッグセル5c,5dに伝えられる。こ
のときも各レーザビームa〜dが同様に夫々ウエッジ6
a〜6dを介して絞り7a〜7dに加えられるが、レー
ザビームa,bは全て透過光であるため絞り7a,7b
により遮断され、ブラッグセル5c,5dの回折光のみ
が絞り7c,7dを通過して第4図(b)に示すように集
束レンズ8によって前述した測定点で集束される。この
とき形成される干渉縞は第4図(a)で形成された干渉縞
と90°異なるものとなっている。そして微粒子p′が測
定領域を通過すれば散乱光が集束レンズ8により集光さ
れミラー9及び集束レンズ10を介して光電変換器11
に伝えられ、第3図(e)に示すように光電変換器11に
よって電気信号に変換される。そして第3図(f)に示す
ように信号処理部12は周波数を検出すると、処理確認
信号を出力する。そのときクロック信号発生器16の出
力がインバータ19を介してアンド回路25に与えられ
ているため、その論理積信号によってアナログスイッチ
23が開放され出力が出される。このとき生じる干渉縞
も同様にして周波数4MHzでシフトするため、移動する
微粒子p′のY方向の速度と方向を判別することが可能
である。
る時間帯Tyにはアナログスイッチ17,18が閉鎖さ
れ、インバータ19を介して“H”レベルが入力される
アナログスイッチ20,21が開放する。従って高周波
発振器14,15の出力がアナログスイッチ20,21
を通じて夫々ブラッグセル5c,5dに伝えられる。こ
のときも各レーザビームa〜dが同様に夫々ウエッジ6
a〜6dを介して絞り7a〜7dに加えられるが、レー
ザビームa,bは全て透過光であるため絞り7a,7b
により遮断され、ブラッグセル5c,5dの回折光のみ
が絞り7c,7dを通過して第4図(b)に示すように集
束レンズ8によって前述した測定点で集束される。この
とき形成される干渉縞は第4図(a)で形成された干渉縞
と90°異なるものとなっている。そして微粒子p′が測
定領域を通過すれば散乱光が集束レンズ8により集光さ
れミラー9及び集束レンズ10を介して光電変換器11
に伝えられ、第3図(e)に示すように光電変換器11に
よって電気信号に変換される。そして第3図(f)に示す
ように信号処理部12は周波数を検出すると、処理確認
信号を出力する。そのときクロック信号発生器16の出
力がインバータ19を介してアンド回路25に与えられ
ているため、その論理積信号によってアナログスイッチ
23が開放され出力が出される。このとき生じる干渉縞
も同様にして周波数4MHzでシフトするため、移動する
微粒子p′のY方向の速度と方向を判別することが可能
である。
このようにして本発明では2対のレーザビームを時間的
に切換えることによって2方向の微粒子の速度を測定し
ているため、簡単な構成で平均流速の分布を測定するこ
とが可能となる。
に切換えることによって2方向の微粒子の速度を測定し
ているため、簡単な構成で平均流速の分布を測定するこ
とが可能となる。
尚本実施例は2対のブラッグセル5a,5b及び5c,
5dに与える周波数を夫々異ならせ干渉縞自体を移動さ
せるようにしているが、ブラッグセル5a,5b及び5
c,5dに夫々同一の周波数を交互に与えるようにすれ
ばX方向及びY方向を通過する微粒子の速度の絶対値を
夫々求めることが可能となる。
5dに与える周波数を夫々異ならせ干渉縞自体を移動さ
せるようにしているが、ブラッグセル5a,5b及び5
c,5dに夫々同一の周波数を交互に与えるようにすれ
ばX方向及びY方向を通過する微粒子の速度の絶対値を
夫々求めることが可能となる。
又本実施例ではブラッグセルを用いてレーザビームのス
イッチングを行っているが、点対称の扇形遮光板を設け
て所定速度で回転させ2対のレーザビームを交互に断続
する等種々の構成により2対のレーザビームを交互に断
続するようにしてもよい。
イッチングを行っているが、点対称の扇形遮光板を設け
て所定速度で回転させ2対のレーザビームを交互に断続
する等種々の構成により2対のレーザビームを交互に断
続するようにしてもよい。
又本実施例は2対のレーザビームを集束する集束レンズ
と微粒子の後方へ散乱光を集光するレンズとを一体化し
て後方散乱型の速度測定装置としたが、集束レンズ8の
前方に交叉領域から得られる散乱光を集光する他の集光
レンズを設けて散乱光を受光する前方散乱型の速度測定
装置とすることも可能である。
と微粒子の後方へ散乱光を集光するレンズとを一体化し
て後方散乱型の速度測定装置としたが、集束レンズ8の
前方に交叉領域から得られる散乱光を集光する他の集光
レンズを設けて散乱光を受光する前方散乱型の速度測定
装置とすることも可能である。
第1図は本発明による二次元レーザ速度測定装置の一実
施例の光学系部分を示す斜視図、第2図はその駆動回路
部分と信号処理部を示すブロック図、第3図はその各部
の波形を示す波形図、第4図(a)はX方向,第4図(b)は
Y方向を夫々測定する際のレーザビームを示す斜視図で
ある。 1……He−Neレーザ、2,3,4……ビームスプリ
ッタ、5a〜5d……ブラッグセル、6a〜6d……ウ
エッジ、7a〜7d……絞り、8,10……集束レン
ズ、11……光電変換器、12……信号処理部、13…
ブラッグセル駆動部、14,15……高周波発振器、1
6……クロック発生器、17,18,20〜23……ア
ナログスイッチ、24,25……アンド回路
施例の光学系部分を示す斜視図、第2図はその駆動回路
部分と信号処理部を示すブロック図、第3図はその各部
の波形を示す波形図、第4図(a)はX方向,第4図(b)は
Y方向を夫々測定する際のレーザビームを示す斜視図で
ある。 1……He−Neレーザ、2,3,4……ビームスプリ
ッタ、5a〜5d……ブラッグセル、6a〜6d……ウ
エッジ、7a〜7d……絞り、8,10……集束レン
ズ、11……光電変換器、12……信号処理部、13…
ブラッグセル駆動部、14,15……高周波発振器、1
6……クロック発生器、17,18,20〜23……ア
ナログスイッチ、24,25……アンド回路
Claims (3)
- 【請求項1】単一波長のレーザ光を発生するレーザ光源
と、 前記レーザ光源より得られるレーザ光を4分割して第1
対及び第2対の光ビームとし、前記第1対の光ビームの
光路を含む第1の面と前記第2対の光ビームの光路を含
む第2の面との成す角を直角となるように分離するビー
ム分離手段と、 前記ビーム分離手段より得られる2対の光ビームを各対
毎に交互に断続する光ビーム断続手段と、 前記光ビーム断続手段より与えられる各対の光ビームを
交互に1点で交叉させる第1の光学手段と、 前記交叉領域を粒子が通過する際に得られる散乱光を集
光する第2の光学手段と、 前記第2の光学手段により集光された散乱光を電気信号
に変換する光電変換器と、 第1対の光ビームの駆動時にその光路を含む第1の面に
平行な粒子の速度成分及び第2対の光ビームの駆動時に
その光路を含む第2の面に平行な粒子の速度成分を、交
互に前記光電変換器より得られる信号の周波数により測
定する信号処理手段と、 各対の光ビームの駆動によって前記信号処理手段より得
られる前記粒子の互いに垂直な速度成分を前記光ビーム
の断続信号に基づいて分離する分離出力手段と、を具備
することを特徴とする二次元レーザ速度測定装置。 - 【請求項2】前記第1,第2の光学手段は、2対の光ビ
ームを1点で交叉させると共に交叉領域からの散乱光を
集光する集束レンズを有することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の二次元レーザ速度測定装置。 - 【請求項3】前記光ビーム断続手段は、夫々異なる周波
数で駆動されるブラッグセルを有し、2対のレーザビー
ムを交互に回折させて断続することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の二次元レーザ速度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18375585A JPH0660938B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 二次元レ−ザ速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18375585A JPH0660938B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 二次元レ−ザ速度測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6243569A JPS6243569A (ja) | 1987-02-25 |
JPH0660938B2 true JPH0660938B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=16141408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18375585A Expired - Lifetime JPH0660938B2 (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 二次元レ−ザ速度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0660938B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4142532B2 (ja) | 2003-09-02 | 2008-09-03 | シャープ株式会社 | 光学式速度計、変位情報測定装置および搬送処理装置 |
JP4142592B2 (ja) | 2004-01-07 | 2008-09-03 | シャープ株式会社 | 光学式移動情報検出装置およびそれを備えた電子機器 |
CN112129967A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-25 | 国网河南省电力公司检修公司 | 用于高压开关刚分速度、刚合速度测试的激光测速装置 |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18375585A patent/JPH0660938B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6243569A (ja) | 1987-02-25 |
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