JPH09113530A - レーザドップラー流体速度計により光散乱移動粒子の物理的値を測定するための方法及び装置 - Google Patents
レーザドップラー流体速度計により光散乱移動粒子の物理的値を測定するための方法及び装置Info
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- JPH09113530A JPH09113530A JP8096594A JP9659496A JPH09113530A JP H09113530 A JPH09113530 A JP H09113530A JP 8096594 A JP8096594 A JP 8096594A JP 9659496 A JP9659496 A JP 9659496A JP H09113530 A JPH09113530 A JP H09113530A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
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- G—PHYSICS
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/26—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting optical wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】位相変調器の単純な駆動に基づくLDAの測定
量において輝度変調された移動重畳信号を発生させる方
法及び装置を提供する。 【解決手段】位相変調器22は位相及び周波数に関して
固定されるように結合された異なる周波数ω1,ω2にて
2つの正弦駆動信号により駆動され、1つの周波数ω2
は他方の周波数ω1の整数倍数であって、2つの周波数
ω1,ω2の公倍数であるフィルタ周波数fFは帯域フィ
ルタ5により受信器4の出力信号から濾波される。これ
を目的として、受信器4の出力信号において生じる2つ
の側波帯のうちの1つが、位相変調器22における駆動
信号の適正な振幅調整により抑圧される。
量において輝度変調された移動重畳信号を発生させる方
法及び装置を提供する。 【解決手段】位相変調器22は位相及び周波数に関して
固定されるように結合された異なる周波数ω1,ω2にて
2つの正弦駆動信号により駆動され、1つの周波数ω2
は他方の周波数ω1の整数倍数であって、2つの周波数
ω1,ω2の公倍数であるフィルタ周波数fFは帯域フィ
ルタ5により受信器4の出力信号から濾波される。これ
を目的として、受信器4の出力信号において生じる2つ
の側波帯のうちの1つが、位相変調器22における駆動
信号の適正な振幅調整により抑圧される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザドップラー
流体速度測定法により光散乱移動粒子の物理的変量、即
ち値を測定するための方法に関し、これに応じて位相変
調を行うレーザドップラー流体速度計(LDA)に関す
るものである。本発明は特に液体状及び気体状の流動媒
質の速度を測定するのに適しているが、固体面の長さ及
び加速度を測定するのに用いることも可能である。
流体速度測定法により光散乱移動粒子の物理的変量、即
ち値を測定するための方法に関し、これに応じて位相変
調を行うレーザドップラー流体速度計(LDA)に関す
るものである。本発明は特に液体状及び気体状の流動媒
質の速度を測定するのに適しているが、固体面の長さ及
び加速度を測定するのに用いることも可能である。
【0002】
【従来の技術】LDAは多様な使用方法を有するととも
に、異なる光学受信器及び信号評価方法を用いて位相ド
ップラー流体速度測定法(PDA)の周知の技術によ
り、散乱粒子の大きさ及び屈折率の少なくとも一方を測
定するのに使用することも可能な周知の測定器具であ
る。LDAにおいて、干渉性の光源の光ビームは空間上
分離された2つの部分ビームに分割され、これらの部分
ビームは光コレクタにより測定点において結像される。
この場合、分析可能な薄黒い縞模様が移動媒質の散乱粒
子に形成される。直射レーザビームが光トラップにおい
て案内される間、散乱物体が測定点に位置する時、光コ
レクタの光軸に配置された受信器は干渉性の縞模様を検
知する。散乱粒子が干渉性縞模様を横切る時、受信器は
散乱光において一定時間にわたって輝度変調を感知し、
測定される速度は光波長及び部分ビーム間の半角を用い
ることにより、輝度変調の周波数から計算される。
に、異なる光学受信器及び信号評価方法を用いて位相ド
ップラー流体速度測定法(PDA)の周知の技術によ
り、散乱粒子の大きさ及び屈折率の少なくとも一方を測
定するのに使用することも可能な周知の測定器具であ
る。LDAにおいて、干渉性の光源の光ビームは空間上
分離された2つの部分ビームに分割され、これらの部分
ビームは光コレクタにより測定点において結像される。
この場合、分析可能な薄黒い縞模様が移動媒質の散乱粒
子に形成される。直射レーザビームが光トラップにおい
て案内される間、散乱物体が測定点に位置する時、光コ
レクタの光軸に配置された受信器は干渉性の縞模様を検
知する。散乱粒子が干渉性縞模様を横切る時、受信器は
散乱光において一定時間にわたって輝度変調を感知し、
測定される速度は光波長及び部分ビーム間の半角を用い
ることにより、輝度変調の周波数から計算される。
【0003】移動方向を検出するにはLDAの部分ビー
ムにおいて移相を生成することが従来から行われてい
る。最近になり、電子−光学位相変調器は集中光学チッ
プ(IOC)にビーム分割器とともにコンパクトに設置
可能であるため、電子−光学位相変調器はこの目的で益
々使用されるようになっている。
ムにおいて移相を生成することが従来から行われてい
る。最近になり、電子−光学位相変調器は集中光学チッ
プ(IOC)にビーム分割器とともにコンパクトに設置
可能であるため、電子−光学位相変調器はこの目的で益
々使用されるようになっている。
【0004】移相は鋸波駆動電圧を用いて通常の方法で
行われ、必要な約10周期の移相はほぼ20mmの電極
長及び約40Vの駆動電圧を必要とする。これらの値は
APE:LiNbO3における集中光学位相変調器を用
いれば実行可能であるが、この解決手段には更なる決定
的な問題点がある。通常、最終的に変調器の電圧が鋸波
の最大値からゼロに跳ね戻るため、鋸波駆動電圧が再度
上昇することにより同一の位相において新しい評価信号
が生成されることはない。これを目的として、この跳ね
戻りの強制的調整及び新しい駆動信号の正確な位相位置
を調整するための更なる「ゼロ信号」が常時必要とさ
れ、電子部品に相当な費用がかかることになる。
行われ、必要な約10周期の移相はほぼ20mmの電極
長及び約40Vの駆動電圧を必要とする。これらの値は
APE:LiNbO3における集中光学位相変調器を用
いれば実行可能であるが、この解決手段には更なる決定
的な問題点がある。通常、最終的に変調器の電圧が鋸波
の最大値からゼロに跳ね戻るため、鋸波駆動電圧が再度
上昇することにより同一の位相において新しい評価信号
が生成されることはない。これを目的として、この跳ね
戻りの強制的調整及び新しい駆動信号の正確な位相位置
を調整するための更なる「ゼロ信号」が常時必要とさ
れ、電子部品に相当な費用がかかることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであって、その目的は、位
相変調器の単純な駆動に基づくLDAの測定量において
輝度変調された移動重畳信号を発生させる方法及び装置
を提供することにある。
解決するためになされたものであって、その目的は、位
相変調器の単純な駆動に基づくLDAの測定量において
輝度変調された移動重畳信号を発生させる方法及び装置
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の方法では、位相変調器は位相及び周波数に
関して固定されるように結合された異なる周波数ω1,
ω2及び振幅にて2つの正弦駆動信号により駆動され、
1つの周波数ω2は他方の周波数ω1の整数倍数であっ
て、2つの周波数ω1,ω2の公倍数を有するとともに、
予想される最大のドップラーシフトを検出する帯域幅を
有するフィルタ周波数fFは帯域フィルタにより受信器
の出力信号から濾波され、駆動信号は、濾波される信号
にて生じる2つの側波帯のうちの1つが広範に抑圧さ
れ、他方の側波帯がドップラーシフトを評価するために
用いられるように、振幅の大きさに関して調整される。
め、本発明の方法では、位相変調器は位相及び周波数に
関して固定されるように結合された異なる周波数ω1,
ω2及び振幅にて2つの正弦駆動信号により駆動され、
1つの周波数ω2は他方の周波数ω1の整数倍数であっ
て、2つの周波数ω1,ω2の公倍数を有するとともに、
予想される最大のドップラーシフトを検出する帯域幅を
有するフィルタ周波数fFは帯域フィルタにより受信器
の出力信号から濾波され、駆動信号は、濾波される信号
にて生じる2つの側波帯のうちの1つが広範に抑圧さ
れ、他方の側波帯がドップラーシフトを評価するために
用いられるように、振幅の大きさに関して調整される。
【0007】本発明の装置では、位相及び振幅に関して
固定されるように結合される異なる変調周波数ω1,ω2
及び振幅を有する2つの正弦駆動信号が位相変調器にお
いて存在し、1つの変調周波数ω1は第2の変調周波数
ω2の整数倍数であって、帯域フィルタは受信器の下流
に配置され、帯域フィルタのフィルタ周波数fFは予想
される最大のドップラー周波数シフトを検知可能な帯域
幅を有する変調周波数ω1,ω2の公倍数を有し、位相変
調器における駆動信号の振幅は、ドップラーシフトの結
果として生じる側波帯の1つが受信器の出力信号におい
て広範に抑圧されるとともに、位相変調器の駆動信号の
周波数及び位相の情報を用いて他方の側波帯のみが評価
ユニットにおいて評価の基準として機能するように、調
整される。
固定されるように結合される異なる変調周波数ω1,ω2
及び振幅を有する2つの正弦駆動信号が位相変調器にお
いて存在し、1つの変調周波数ω1は第2の変調周波数
ω2の整数倍数であって、帯域フィルタは受信器の下流
に配置され、帯域フィルタのフィルタ周波数fFは予想
される最大のドップラー周波数シフトを検知可能な帯域
幅を有する変調周波数ω1,ω2の公倍数を有し、位相変
調器における駆動信号の振幅は、ドップラーシフトの結
果として生じる側波帯の1つが受信器の出力信号におい
て広範に抑圧されるとともに、位相変調器の駆動信号の
周波数及び位相の情報を用いて他方の側波帯のみが評価
ユニットにおいて評価の基準として機能するように、調
整される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は設計を示すとともに、図
示したLDAの効果的な構成の稼働を説明することによ
り正確に説明される。
示したLDAの効果的な構成の稼働を説明することによ
り正確に説明される。
【0009】以下、本発明を具体化した一実施形態を図
1〜図4に従って説明する。図1は本発明に基づくLD
Aの基本的変形例を示す。レーザダイオードを用いるこ
とは原則的に任意であるが、所望のコンパクト性を得る
ためにレーザダイオードであることが好ましいレーザ源
の光は、光伝導ファイバ31を介して集中光学チップ
(IOC)2に向けられる。IOC2はY形分岐手段2
1及び位相変調器22を有している(図2)。位相変調
器22の設計及び駆動はLDAの2ビームドップラー法
において、電子−光学位相変調器22の効果的な配置を
表している。LiNbO3から形成されることが好まし
いIOC2における電子−光学効果の非常に高いスイッ
チング周波数、及び位相変調器22に対する低駆動電圧
に起因し、変調周波数ω1,ω2は非常に高い。しかし、
変調周波数ω1,ω2は測定点34における散乱粒子の最
大速度に応じて選択されることが望ましい。本発明に基
づき、位相変調器22は、位相及び周波数に関して固定
されるように結合されるとともに全く同一の基本周波数
f0の高調波である2つの変調周波数ω1,ω2により駆
動される。これを目的とし、1つの変調周波数ω2は他
方の変調周波数ω1の整数倍数であることが望ましい。
基本周波数f0及びその第1の高調波2f0が効果的に用
いられている。
1〜図4に従って説明する。図1は本発明に基づくLD
Aの基本的変形例を示す。レーザダイオードを用いるこ
とは原則的に任意であるが、所望のコンパクト性を得る
ためにレーザダイオードであることが好ましいレーザ源
の光は、光伝導ファイバ31を介して集中光学チップ
(IOC)2に向けられる。IOC2はY形分岐手段2
1及び位相変調器22を有している(図2)。位相変調
器22の設計及び駆動はLDAの2ビームドップラー法
において、電子−光学位相変調器22の効果的な配置を
表している。LiNbO3から形成されることが好まし
いIOC2における電子−光学効果の非常に高いスイッ
チング周波数、及び位相変調器22に対する低駆動電圧
に起因し、変調周波数ω1,ω2は非常に高い。しかし、
変調周波数ω1,ω2は測定点34における散乱粒子の最
大速度に応じて選択されることが望ましい。本発明に基
づき、位相変調器22は、位相及び周波数に関して固定
されるように結合されるとともに全く同一の基本周波数
f0の高調波である2つの変調周波数ω1,ω2により駆
動される。これを目的とし、1つの変調周波数ω2は他
方の変調周波数ω1の整数倍数であることが望ましい。
基本周波数f0及びその第1の高調波2f0が効果的に用
いられている。
【0010】図1に示すように、このように変調された
レーザ光は、従来から用いられている光学伝送器32の
光伝導ファイバ31を介して案内される。光学伝送器3
2は2つの部分ビームを共通の測定点34に集束させ、
重畳させる。測定点34に位置する散乱粒子は連続的縞
模様を再生成する。この縞模様は光学受信器33により
光伝導ファイバ31に結合されるとともに、アバランシ
フォトダイオードであることが好ましい受信器4に向け
られる。受信器4に後続するとともに、変調周波数
ω1,ω2の最小公倍数の周波数において、ドップラーシ
フトの最大変動幅の帯域幅を濾波する帯域フィルタ5
は、以下の構造を有する受信器信号を評価ユニット6に
伝達する。
レーザ光は、従来から用いられている光学伝送器32の
光伝導ファイバ31を介して案内される。光学伝送器3
2は2つの部分ビームを共通の測定点34に集束させ、
重畳させる。測定点34に位置する散乱粒子は連続的縞
模様を再生成する。この縞模様は光学受信器33により
光伝導ファイバ31に結合されるとともに、アバランシ
フォトダイオードであることが好ましい受信器4に向け
られる。受信器4に後続するとともに、変調周波数
ω1,ω2の最小公倍数の周波数において、ドップラーシ
フトの最大変動幅の帯域幅を濾波する帯域フィルタ5
は、以下の構造を有する受信器信号を評価ユニット6に
伝達する。
【0011】 E(t)=Bsin(Δν)t sin nf0t+Ccos(Δν)t cos nf0 t =(C+B)/2cos[nf0t−(Δν)t]+(C−B)/2 cos[nf0t+(Δν)t] ここで、ω1=f0及びω2=nf0が変調周波数ω1,ω2
として用いられている。
として用いられている。
【0012】n=2及びフィルタ周波数fF=2f0が濾
波される時、この受信信号はf0 +=2f0+Δν及びf0
-=2f0−Δνの周波数を有する2つの側波帯E
2 +(t)及びE2 -(t)を有し、ここでΔνはドップラ
ーシフトを表している。
波される時、この受信信号はf0 +=2f0+Δν及びf0
-=2f0−Δνの周波数を有する2つの側波帯E
2 +(t)及びE2 -(t)を有し、ここでΔνはドップラ
ーシフトを表している。
【0013】パラメータB=Cが特別に選択される時、
側波帯E2 +が抑圧され、その結果、ドップラー信号の一
側波帯の検出が周知の方法にて行われる。側波帯の1つ
を抑圧するには位相変調器22において移相を調整する
ことにより実行可能である。
側波帯E2 +が抑圧され、その結果、ドップラー信号の一
側波帯の検出が周知の方法にて行われる。側波帯の1つ
を抑圧するには位相変調器22において移相を調整する
ことにより実行可能である。
【0014】適正な動作点(これは公式上Dと示され
る。)を調整することを目的とし、駆動信号の振幅は所
望の移相を生じさせるように個別に調整することが可能
である。移相は位相変調器22の駆動電圧に比例する。
例えば、振幅πにより180度の移相が生じる。
る。)を調整することを目的とし、駆動信号の振幅は所
望の移相を生じさせるように個別に調整することが可能
である。移相は位相変調器22の駆動電圧に比例する。
例えば、振幅πにより180度の移相が生じる。
【0015】n=2(B=Cとするため)である時にそ
れぞれの動作点D2を調整すべく(ここでD2=0.6
6)、駆動信号A2=3.80及びA22=1.35が用
いられ、この結果、濾波された受信器信号E2(t)=
2D2cos[2f0t−(Δν)t]が評価される。
れぞれの動作点D2を調整すべく(ここでD2=0.6
6)、駆動信号A2=3.80及びA22=1.35が用
いられ、この結果、濾波された受信器信号E2(t)=
2D2cos[2f0t−(Δν)t]が評価される。
【0016】濾波は全周波数nf0において実行可能で
ある。従って、周波数f0を有する構成要素E1(t)に
対し、A11=1.83及びA12=1.38にて動作点D
1=0.68が付与される。
ある。従って、周波数f0を有する構成要素E1(t)に
対し、A11=1.83及びA12=1.38にて動作点D
1=0.68が付与される。
【0017】しかし、より正確な方法は動作点を一度、
もとの位置に調整することであって、この場合、分光分
析器により側波帯の振幅が観測され、側波帯は位相変調
器22における移相の選択により動作点を移すことによ
り抑圧される。
もとの位置に調整することであって、この場合、分光分
析器により側波帯の振幅が観測され、側波帯は位相変調
器22における移相の選択により動作点を移すことによ
り抑圧される。
【0018】濾波された受信器信号の評価は評価ユニッ
ト6において周知の方法にて行われ、種々の評価は本発
明に基づくLDAに対して特定の利点を提供する。変調
周波数ω1,ω2の最小公倍数(最も単純な場合、ω1=
f0及びω2=2f0)と濾波された受信周波数(fF=2
f0)との数字で示される周波数差は、全ての場合にお
いてドップラー周波数に対応し、散乱粒子の速度に直接
比例する。
ト6において周知の方法にて行われ、種々の評価は本発
明に基づくLDAに対して特定の利点を提供する。変調
周波数ω1,ω2の最小公倍数(最も単純な場合、ω1=
f0及びω2=2f0)と濾波された受信周波数(fF=2
f0)との数字で示される周波数差は、全ての場合にお
いてドップラー周波数に対応し、散乱粒子の速度に直接
比例する。
【0019】最も単純な場合、周波数差は評価ユニット
6におけるZで表されているように、カウンタにより検
出される。これを目的として、混合及び分割により、記
録されたフィルタ周波数fFから形成されるゲート時間
が、極力高い計数周波数により測定される。計数値及び
縞の間隔を単純に数学的に結び付けることにより、速度
が測定される。カウンタの計数周波数及び変調周波数の
最小公倍数は整数比にあることが望ましい。この状態
は、周波数及び位相に関して固定された変調周波数
ω1,ω2の結合において優先順位を有する第1の正弦波
発生器7に対する接続線により図1に示されている。同
様に、従属変調周波数ω1の発生は図1に従って効果的
に使用される別の正弦波発生器7に対する接続線により
示されている。
6におけるZで表されているように、カウンタにより検
出される。これを目的として、混合及び分割により、記
録されたフィルタ周波数fFから形成されるゲート時間
が、極力高い計数周波数により測定される。計数値及び
縞の間隔を単純に数学的に結び付けることにより、速度
が測定される。カウンタの計数周波数及び変調周波数の
最小公倍数は整数比にあることが望ましい。この状態
は、周波数及び位相に関して固定された変調周波数
ω1,ω2の結合において優先順位を有する第1の正弦波
発生器7に対する接続線により図1に示されている。同
様に、従属変調周波数ω1の発生は図1に従って効果的
に使用される別の正弦波発生器7に対する接続線により
示されている。
【0020】LDAの第2の評価方法では変調周波数ω
1,ω2(正弦及び余弦)の直交系を用い、これを濾波さ
れた受信信号fFに結合する。変調周波数ω1,ω2の直
交系は90度の移相を有する2つのデジタル信号のうち
の1つに変換され、この直交系は受信信号により走査さ
れる。移動及びこの移動の方向はPLL(位相同期回
路)により現走査値及び先行値から明確に測定すること
が可能である。好適な論理回路はこの内容を順方向パル
ス又は逆方向パルスに変換し、このようなパルスは干渉
縞の間隔毎に放出される。移動粒子が移動した通路は縞
の間隔により増大させられた、放出された順方向パルス
又は逆方向パルスの計数の差から直接得られる。
1,ω2(正弦及び余弦)の直交系を用い、これを濾波さ
れた受信信号fFに結合する。変調周波数ω1,ω2の直
交系は90度の移相を有する2つのデジタル信号のうち
の1つに変換され、この直交系は受信信号により走査さ
れる。移動及びこの移動の方向はPLL(位相同期回
路)により現走査値及び先行値から明確に測定すること
が可能である。好適な論理回路はこの内容を順方向パル
ス又は逆方向パルスに変換し、このようなパルスは干渉
縞の間隔毎に放出される。移動粒子が移動した通路は縞
の間隔により増大させられた、放出された順方向パルス
又は逆方向パルスの計数の差から直接得られる。
【0021】この評価変形例において、LiNbO3に
て構成された位相変調器22の利点は特に明らかにな
る。それは、位相変調器22のスイッチング周波数が高
いという結果によってのみ、濾波された受信信号fFに
関する相対的ドップラーシフトの量(これは2つの変調
周波数ω1,ω2のうちの大きい方に対応することが望ま
しい。)が2を下回る時、PLLを用いることが可能な
ためである。
て構成された位相変調器22の利点は特に明らかにな
る。それは、位相変調器22のスイッチング周波数が高
いという結果によってのみ、濾波された受信信号fFに
関する相対的ドップラーシフトの量(これは2つの変調
周波数ω1,ω2のうちの大きい方に対応することが望ま
しい。)が2を下回る時、PLLを用いることが可能な
ためである。
【0022】簡略化されてFFT(高速フーリエ変換)
により図1に示された第3の評価方法は、FFTに基づ
く受信信号の分光分布を計算するための数列として、高
速アナログ・デジタル変換後、濾波された受信信号を用
いる。特殊な信号プロセッサが所定数の走査点から分光
分布を計算する。この分布のベースラインと変調周波数
ω2との周波数差はここでもドップラーシフトに対応
し、このドップラーシフトから散乱粒子の移動データが
測定できる。
により図1に示された第3の評価方法は、FFTに基づ
く受信信号の分光分布を計算するための数列として、高
速アナログ・デジタル変換後、濾波された受信信号を用
いる。特殊な信号プロセッサが所定数の走査点から分光
分布を計算する。この分布のベースラインと変調周波数
ω2との周波数差はここでもドップラーシフトに対応
し、このドップラーシフトから散乱粒子の移動データが
測定できる。
【0023】図3は特に単純かつ効果的に構成されると
ともに、複数の測定点34が測定量にて検出される必要
がある時に適正な本発明の実施形態を示す。この例1に
示すように、レーザ源1からの光は光伝導ファイバ31
によりIOC2に案内される。このIOC2は後の経費
を自動的に倍加することなく、2つの測定点34を特に
使用するように設計されている。図4はIOC2の効果
的な構成を示す。好ましくは共通の電極を有する位相変
調器22は同一の駆動信号により作動し、到達するレー
ザ光は周波数制御の分岐手段23によりそれぞれの位相
変調器22に択一的に切り換えられる。周波数発生器8
により供給される付加的ビーム分割周波数f1がこれを
目的として使用される。更に、この周波数発生器8は、
受信器4(この場合、2つの受信器)の信号を共通の帯
域フィルタ5に交互に供給するマルチプレクサ9を制御
する。従って、測定点34において干渉縞模様を発生さ
せ、かつ記録するために、エレメントの費用は別個に倍
加されるのみでよい。周波数制御の分岐手段23に続
き、IOC2は各光路においてY形分岐手段21を有
し、その結果、干渉可能な2対の部分ビームがIOC2
の出力側に供給される。従って、位相変調器22は、4
つの分割光路間においてそれぞれの場合に電極が1つの
み存在する程度に互いにアマルガム化され、この電極は
2つの隣接する光路に対して機能し、この結果、電極の
接続は複数対の部分ビーム間における分割線に対して鏡
のように対称的に配置される。この場合、図4に示すよ
うに、IOC2は中心線に対して対称的に構成されてい
る。
ともに、複数の測定点34が測定量にて検出される必要
がある時に適正な本発明の実施形態を示す。この例1に
示すように、レーザ源1からの光は光伝導ファイバ31
によりIOC2に案内される。このIOC2は後の経費
を自動的に倍加することなく、2つの測定点34を特に
使用するように設計されている。図4はIOC2の効果
的な構成を示す。好ましくは共通の電極を有する位相変
調器22は同一の駆動信号により作動し、到達するレー
ザ光は周波数制御の分岐手段23によりそれぞれの位相
変調器22に択一的に切り換えられる。周波数発生器8
により供給される付加的ビーム分割周波数f1がこれを
目的として使用される。更に、この周波数発生器8は、
受信器4(この場合、2つの受信器)の信号を共通の帯
域フィルタ5に交互に供給するマルチプレクサ9を制御
する。従って、測定点34において干渉縞模様を発生さ
せ、かつ記録するために、エレメントの費用は別個に倍
加されるのみでよい。周波数制御の分岐手段23に続
き、IOC2は各光路においてY形分岐手段21を有
し、その結果、干渉可能な2対の部分ビームがIOC2
の出力側に供給される。従って、位相変調器22は、4
つの分割光路間においてそれぞれの場合に電極が1つの
み存在する程度に互いにアマルガム化され、この電極は
2つの隣接する光路に対して機能し、この結果、電極の
接続は複数対の部分ビーム間における分割線に対して鏡
のように対称的に配置される。この場合、図4に示すよ
うに、IOC2は中心線に対して対称的に構成されてい
る。
【0024】この例において、ω1=f0及びω2=2f0
の変調周波数を有する具体的な正弦信号が駆動信号とし
て用いられる。図3に示すように、これを目的として、
基本周波数2f0を有する正弦波発生器7及び正弦波発
生器7の周波数を半減させる後続の周波数分割器71が
設けられている。更に、基本周波数2f0を有する正弦
波発生器7は評価ユニット6に比較周波数及びクロック
周波数を供給する。
の変調周波数を有する具体的な正弦信号が駆動信号とし
て用いられる。図3に示すように、これを目的として、
基本周波数2f0を有する正弦波発生器7及び正弦波発
生器7の周波数を半減させる後続の周波数分割器71が
設けられている。更に、基本周波数2f0を有する正弦
波発生器7は評価ユニット6に比較周波数及びクロック
周波数を供給する。
【0025】周波数分割器71が90度の移相を有する
という点において、例1からの第2の変形例に基づき、
効果的に評価が行われ、この結果、変調周波数ω1,ω2
の直交系が自動的に形成され、効果的に評価することが
可能である。本発明に基づくLDAの他の全ての稼働は
例1と同様に行われる。
という点において、例1からの第2の変形例に基づき、
効果的に評価が行われ、この結果、変調周波数ω1,ω2
の直交系が自動的に形成され、効果的に評価することが
可能である。本発明に基づくLDAの他の全ての稼働は
例1と同様に行われる。
【0026】少なくとも1つの部分ビームが位相変調器
22を通過した後に少なくとも一対の干渉性の部分ビー
ムからの光が測定量の測定点に重畳され、散乱粒子が測
定量に存在する時に部分ビームの少なくとも構成要素が
散乱光として少なくとも1つの受信器に達するととも
に、ドップラーシフトの大きさについて分析される電気
出力信号に変換される、レーザドップラー流体速度計
(LDA)により光散乱移動粒子の物理的値を測定する
ための方法において、位相変調器22は位相及び周波数
に関して固定されるように結合される異なる周波数及び
振幅にて2つの正弦駆動信号により駆動され、1つの周
波数は他方の周波数の整数倍数であって、2つの周波数
の公倍数を有するとともに、予想される最大のドップラ
ーシフトを検出する帯域幅を有するフィルタ周波数は帯
域フィルタ5により受信器4の出力信号から濾波され、
駆動信号は、濾波される信号にて生じる2つの側波帯の
うちの1つが広範に抑圧され、他方の側波帯がドップラ
ーシフトを評価するために用いられるように、振幅の大
きさに関して調整される。
22を通過した後に少なくとも一対の干渉性の部分ビー
ムからの光が測定量の測定点に重畳され、散乱粒子が測
定量に存在する時に部分ビームの少なくとも構成要素が
散乱光として少なくとも1つの受信器に達するととも
に、ドップラーシフトの大きさについて分析される電気
出力信号に変換される、レーザドップラー流体速度計
(LDA)により光散乱移動粒子の物理的値を測定する
ための方法において、位相変調器22は位相及び周波数
に関して固定されるように結合される異なる周波数及び
振幅にて2つの正弦駆動信号により駆動され、1つの周
波数は他方の周波数の整数倍数であって、2つの周波数
の公倍数を有するとともに、予想される最大のドップラ
ーシフトを検出する帯域幅を有するフィルタ周波数は帯
域フィルタ5により受信器4の出力信号から濾波され、
駆動信号は、濾波される信号にて生じる2つの側波帯の
うちの1つが広範に抑圧され、他方の側波帯がドップラ
ーシフトを評価するために用いられるように、振幅の大
きさに関して調整される。
【0027】位相変調器22の駆動信号は全く同一の正
弦波発生器7から効果的に得られる。位相に関して固定
されるように結合される位相変調器22の駆動信号は移
動方向を検知するための規定された移相を有している。
弦波発生器7から効果的に得られる。位相に関して固定
されるように結合される位相変調器22の駆動信号は移
動方向を検知するための規定された移相を有している。
【0028】干渉性の部分ビーム及び位相変調を発生さ
せる目的でビームを分割することは個々の集中光学チッ
プ2にて行われることが好ましい。これを行う際、更な
る対の部分ビームを発生させるため(例えば、複数の測
定点34を照らすため)のビーム分割は多重化オペレー
ションにおける光学分岐手段23により可能であり、異
なる測定点34に関連する受信器4の出力信号が駆動に
関して同期的に接続評価ユニット6に切り換えられる。
受信器(単数又は複数)4の出力信号は電子ミキサによ
り濾波された後に低周波域に変換されることが望まし
い。
せる目的でビームを分割することは個々の集中光学チッ
プ2にて行われることが好ましい。これを行う際、更な
る対の部分ビームを発生させるため(例えば、複数の測
定点34を照らすため)のビーム分割は多重化オペレー
ションにおける光学分岐手段23により可能であり、異
なる測定点34に関連する受信器4の出力信号が駆動に
関して同期的に接続評価ユニット6に切り換えられる。
受信器(単数又は複数)4の出力信号は電子ミキサによ
り濾波された後に低周波域に変換されることが望まし
い。
【0029】変調周波数の選択された、好ましくは最小
公倍数と濾波された受信周波数との周波数差はカウンタ
により効果的に測定される。そして、粒子の速度はカウ
ンタ値及び受信器4における散乱光模様の縞間隔から計
算することができる。
公倍数と濾波された受信周波数との周波数差はカウンタ
により効果的に測定される。そして、粒子の速度はカウ
ンタ値及び受信器4における散乱光模様の縞間隔から計
算することができる。
【0030】測定量における移動粒子については、論理
回路により変調周波数の直交系を濾波された受信周波数
に結合することにより、順方向パルス及び逆方向パルス
を発生させ、受信信号が直交系を走査し、移動方向が現
走査値及び前走査値から明確に決まるようにすることが
望ましい。順方向パルス及び逆方向パルスの計数の差が
平均的縞間隔により増大させられるように縞間隔を配分
することにより、散乱粒子が移動する通路は、このよう
にして発生させられる順方向パルス及び逆方向パルスか
ら決定することが可能である。
回路により変調周波数の直交系を濾波された受信周波数
に結合することにより、順方向パルス及び逆方向パルス
を発生させ、受信信号が直交系を走査し、移動方向が現
走査値及び前走査値から明確に決まるようにすることが
望ましい。順方向パルス及び逆方向パルスの計数の差が
平均的縞間隔により増大させられるように縞間隔を配分
することにより、散乱粒子が移動する通路は、このよう
にして発生させられる順方向パルス及び逆方向パルスか
ら決定することが可能である。
【0031】更に、濾波された受信信号は、アナログ・
デジタル変換後に特殊な信号プロセッサにより所定量の
走査点から受信信号の分光分布が決められるように処理
されることが望ましく、変調周波数の最小公倍数に対す
る、この分光分布の基準線、即ちベースラインの差周波
数はドップラー周波数に対応する。
デジタル変換後に特殊な信号プロセッサにより所定量の
走査点から受信信号の分光分布が決められるように処理
されることが望ましく、変調周波数の最小公倍数に対す
る、この分光分布の基準線、即ちベースラインの差周波
数はドップラー周波数に対応する。
【0032】少なくとも2つの干渉性部分ビームと、少
なくとも1つの部分ビームにおける位相変調器22と、
ビームを案内し、2つの部分ビームを測定量における移
動粒子に集束させ、かつ移動粒子により散乱した光とし
て部分ビームの少なくとも一構成要素を結像するための
光学手段と、一対の部分ビームから形成される散乱光を
受信するための受信器4とを有するレーザドップラー流
体速度計において、位相及び振幅に関して固定されるよ
うに結合される異なる変調周波数ω1,ω2及び振幅を有
する2つの正弦駆動信号が位相変調器22において存在
し、1つの変調周波数ω1は第2の変調周波数ω2の整数
倍数であって、帯域フィルタ5は受信器4の下流に配置
され、帯域フィルタ5のフィルタ周波数fFは予想され
る最大のドップラー周波数シフトを検知可能な帯域幅を
有する変調周波数ω1,ω2の公倍数を有し、位相変調器
22における駆動信号の振幅は、ドップラーシフトの結
果として生じる側波帯の1つが受信器4の出力信号にお
いて広範に抑圧されるとともに、位相変調器22の駆動
信号の周波数及び位相の情報を用いて他方の側波帯のみ
が評価ユニット6において評価の基準として機能するよ
うに、調整される。
なくとも1つの部分ビームにおける位相変調器22と、
ビームを案内し、2つの部分ビームを測定量における移
動粒子に集束させ、かつ移動粒子により散乱した光とし
て部分ビームの少なくとも一構成要素を結像するための
光学手段と、一対の部分ビームから形成される散乱光を
受信するための受信器4とを有するレーザドップラー流
体速度計において、位相及び振幅に関して固定されるよ
うに結合される異なる変調周波数ω1,ω2及び振幅を有
する2つの正弦駆動信号が位相変調器22において存在
し、1つの変調周波数ω1は第2の変調周波数ω2の整数
倍数であって、帯域フィルタ5は受信器4の下流に配置
され、帯域フィルタ5のフィルタ周波数fFは予想され
る最大のドップラー周波数シフトを検知可能な帯域幅を
有する変調周波数ω1,ω2の公倍数を有し、位相変調器
22における駆動信号の振幅は、ドップラーシフトの結
果として生じる側波帯の1つが受信器4の出力信号にお
いて広範に抑圧されるとともに、位相変調器22の駆動
信号の周波数及び位相の情報を用いて他方の側波帯のみ
が評価ユニット6において評価の基準として機能するよ
うに、調整される。
【0033】位相変調器22は2つの変調周波数ω1,
ω2により駆動するための2つの異なる信号路を介して
全く同一の正弦波発生器7に接続され、少なくとも1つ
の信号路に周波数分割器71が設けられることが望まし
い。信号路には移相器が配置されている。
ω2により駆動するための2つの異なる信号路を介して
全く同一の正弦波発生器7に接続され、少なくとも1つ
の信号路に周波数分割器71が設けられることが望まし
い。信号路には移相器が配置されている。
【0034】評価ユニット6は測定課題に応じて異なる
構成部品を有している。散乱粒子の速度を測定する目的
では、評価ユニット6は通過する干渉縞から生じる信号
の変化を計算するカウンタを有することが好ましい。
構成部品を有している。散乱粒子の速度を測定する目的
では、評価ユニット6は通過する干渉縞から生じる信号
の変化を計算するカウンタを有することが好ましい。
【0035】更なる順方向パルス及び逆方向パルスが必
要であれば、評価ユニット6は適正なパルスを放出する
PLL回路を有利に有している。また、特殊なデジタル
信号プロセッサを効果的に設けることが可能である。所
定量の走査点の受信信号のアナログ・デジタル変換後、
この信号プロセッサは高速フーリエ変換を介し、この受
信信号の分光分布を決定し、変調周波数ω1,ω2の最小
公倍数に対する、この分光分布のベースラインの差周波
数をドップラー周波数として示す。これを目的として、
デジタル信号プロセッサのタイムベースは位相変調器2
2の変調周波数ω1,ω2に対して固定された割合であ
る。
要であれば、評価ユニット6は適正なパルスを放出する
PLL回路を有利に有している。また、特殊なデジタル
信号プロセッサを効果的に設けることが可能である。所
定量の走査点の受信信号のアナログ・デジタル変換後、
この信号プロセッサは高速フーリエ変換を介し、この受
信信号の分光分布を決定し、変調周波数ω1,ω2の最小
公倍数に対する、この分光分布のベースラインの差周波
数をドップラー周波数として示す。これを目的として、
デジタル信号プロセッサのタイムベースは位相変調器2
2の変調周波数ω1,ω2に対して固定された割合であ
る。
【0036】LDAに対して完全なる構成をなすべく、
レーザ源1の光のビームの分割及び位相変調は双方と
も、Y形分岐手段21及び電子−光学位相変調器22の
形状にて共通のIOCにおいて効果的に実施される。測
定量において複数の測定点34を実現すべく、レーザダ
イオードの光は少なくとも二対の部分ビームに効果的に
分割され、測定点34に関連する各対の部分ビームにお
ける1つの部分ビームは位相変調器22を有している。
更なる測定点34のための同等の部分ビーム対を発生さ
せるべく、更なる周波数制御のビーム分割器がIOC2
に集積されることが望ましく、更なるビーム分割周波数
f1と同期式に稼働するマルチプレクサ9が、測定点3
4に関連するそれぞれの受信器4と評価ユニット6にお
ける帯域フィルタ5との間に設けられている。IOC2
における位相変調器22の並行配置には、隣接する位相
変調器22が共通の電極を有するという利点がある 本発明は、電子−光学位相変調器22によりLDAにお
けるレーザ光線の出力密度を低下させるには、ヘテロダ
インインターフェロメトリーに類似した方法でドップラ
ー周波数を測定するための重畳信号を評価することが可
能でなければならない。これを目的として、本発明で
は、位相変調器22は周波数及び位相に関して固定され
るように結合された2つの周波数により駆動され、ドッ
プラー周波数の一定範囲の期待値が、位相変調器22の
変調周波数の最小公倍数の辺りにて帯域フィルタ5によ
り濾波される。従って、実際、受信器信号の周波数スペ
クトルE(f0,2f0,3f0,…nf0,[n+1]f
0,…)から周波数域<f=mf0±Δνが濾波される。
ここで、mは位相変調器22を励振する2つの変調周波
数の最小公倍数である。変調周波数間の移相により、変
調周波数の振幅は生成される側波帯Em -(mf0−Δ
ν)又はEm +(mf0−Δν)の1つが非常に広範に抑
圧されるように調整される。移動粒子の速度が導き出さ
れるドップラー周波数Δνは、残りの側波帯を変調周波
数の最小公倍数と比較することにより示される。
レーザ源1の光のビームの分割及び位相変調は双方と
も、Y形分岐手段21及び電子−光学位相変調器22の
形状にて共通のIOCにおいて効果的に実施される。測
定量において複数の測定点34を実現すべく、レーザダ
イオードの光は少なくとも二対の部分ビームに効果的に
分割され、測定点34に関連する各対の部分ビームにお
ける1つの部分ビームは位相変調器22を有している。
更なる測定点34のための同等の部分ビーム対を発生さ
せるべく、更なる周波数制御のビーム分割器がIOC2
に集積されることが望ましく、更なるビーム分割周波数
f1と同期式に稼働するマルチプレクサ9が、測定点3
4に関連するそれぞれの受信器4と評価ユニット6にお
ける帯域フィルタ5との間に設けられている。IOC2
における位相変調器22の並行配置には、隣接する位相
変調器22が共通の電極を有するという利点がある 本発明は、電子−光学位相変調器22によりLDAにお
けるレーザ光線の出力密度を低下させるには、ヘテロダ
インインターフェロメトリーに類似した方法でドップラ
ー周波数を測定するための重畳信号を評価することが可
能でなければならない。これを目的として、本発明で
は、位相変調器22は周波数及び位相に関して固定され
るように結合された2つの周波数により駆動され、ドッ
プラー周波数の一定範囲の期待値が、位相変調器22の
変調周波数の最小公倍数の辺りにて帯域フィルタ5によ
り濾波される。従って、実際、受信器信号の周波数スペ
クトルE(f0,2f0,3f0,…nf0,[n+1]f
0,…)から周波数域<f=mf0±Δνが濾波される。
ここで、mは位相変調器22を励振する2つの変調周波
数の最小公倍数である。変調周波数間の移相により、変
調周波数の振幅は生成される側波帯Em -(mf0−Δ
ν)又はEm +(mf0−Δν)の1つが非常に広範に抑
圧されるように調整される。移動粒子の速度が導き出さ
れるドップラー周波数Δνは、残りの側波帯を変調周波
数の最小公倍数と比較することにより示される。
【0037】プロセスの結果として、本発明では、好適
に設計されたLDAにより光散乱移動粒子の物理的値を
測定するため、ヘテロダインインターフェロメトリーの
基本原理を利用し、LDAの測定量において輝度変調さ
れた移動重畳信号を発生させることが可能であり、位相
変調器22の単純な2倍正弦波駆動が用いられる。従っ
て、低レーザ出力(1mWを下回る)及び位相変調器2
2の低駆動電圧を用いることが可能である。これにより
LDAのビーム分割及び位相変調を行う構成部品がコン
パクトな集中光学チップ(IOC)2に実施可能になる
という更なる効果を奏するものである。
に設計されたLDAにより光散乱移動粒子の物理的値を
測定するため、ヘテロダインインターフェロメトリーの
基本原理を利用し、LDAの測定量において輝度変調さ
れた移動重畳信号を発生させることが可能であり、位相
変調器22の単純な2倍正弦波駆動が用いられる。従っ
て、低レーザ出力(1mWを下回る)及び位相変調器2
2の低駆動電圧を用いることが可能である。これにより
LDAのビーム分割及び位相変調を行う構成部品がコン
パクトな集中光学チップ(IOC)2に実施可能になる
という更なる効果を奏するものである。
【0038】本発明によれば光散乱粒子の物理的値の測
定のための方法は、2ビームドップラー流体速度測定法
の原理に基づいて稼働する。ほぼ新規な過程であるとい
うことは、位相及び周波数に関して固定された2つの周
波数の結合を有するとともに、一方の周波数が他方の周
波数の整数倍数であるという状態を有する2周波数位相
変調を用いることと、更に、予想される最大のドップラ
ーシフトの帯域幅における変調周波数ω1,ω2の最小公
倍数の周波数における受信器信号の帯域フィルタリング
と、第2の側波帯を評価するためにドップラーシフトの
2つの生成側波帯の1つの抑圧という点にある。
定のための方法は、2ビームドップラー流体速度測定法
の原理に基づいて稼働する。ほぼ新規な過程であるとい
うことは、位相及び周波数に関して固定された2つの周
波数の結合を有するとともに、一方の周波数が他方の周
波数の整数倍数であるという状態を有する2周波数位相
変調を用いることと、更に、予想される最大のドップラ
ーシフトの帯域幅における変調周波数ω1,ω2の最小公
倍数の周波数における受信器信号の帯域フィルタリング
と、第2の側波帯を評価するためにドップラーシフトの
2つの生成側波帯の1つの抑圧という点にある。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
位相変調器の単純な駆動に基づくLDAの測定量におい
て輝度変調された移動重畳信号を発生させることができ
るという優れた効果がある。
位相変調器の単純な駆動に基づくLDAの測定量におい
て輝度変調された移動重畳信号を発生させることができ
るという優れた効果がある。
【図1】 本発明に基づくLDAの基本構造のブロック
図。
図。
【図2】 2周波数駆動を有する電子−光学位相変調器
を実施するためのIOCの実施形態の平面図。
を実施するためのIOCの実施形態の平面図。
【図3】 2つの測定点用の本発明に基づくLDAの効
果的な構成上の変形例のブロック図。
果的な構成上の変形例のブロック図。
【図4】 図3に適合するIOCの構成の平面図。
4…受信器、5…帯域フィルタ、6…評価ユニット、2
2…位相変調器。
2…位相変調器。
Claims (21)
- 【請求項1】 少なくとも1つの部分ビームが位相変調
器(22)を通過した後に少なくとも一対の干渉性の部
分ビームからの光が測定量の測定点に重畳され、散乱粒
子が測定量に存在する時に部分ビームの少なくとも構成
要素が散乱光として少なくとも1つの受信器(4)に達
するとともに、ドップラーシフトの大きさについて分析
される電気出力信号に変換される、レーザドップラー流
体速度計により光散乱移動粒子の物理的値を測定するた
めの方法において、 前記位相変調器(22)は位相及び周波数に関して固定
されるように結合された異なる周波数ω1,ω2及び振幅
にて2つの正弦駆動信号により駆動され、1つの周波数
ω2は他方の周波数ω1の整数倍数であって、 前記2つの周波数ω1,ω2の公倍数を有するとともに、
予想される最大のドップラーシフトを検出する帯域幅を
有するフィルタ周波数fFは帯域フィルタ(5)により
受信器(4)の出力信号から濾波され、 駆動信号は、濾波される信号にて生じる2つの側波帯の
うちの1つが広範に抑圧され、他方の側波帯がドップラ
ーシフトを評価するために用いられるように、振幅の大
きさに関して調整されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記位相変調器(22)の2つの駆動信
号は全く同一の正弦波発生器(7)から得られることを
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 位相に関して固定されるように結合され
る位相変調器(22)の駆動信号は移動方向を検知する
ための規定された移相を有することを特徴とする請求項
1に記載の方法。 - 【請求項4】 干渉性の部分ビーム及び位相変調を発生
させる目的でビームを分割することは集中光学チップ
(2)により実施されることを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項5】 多重化オペレーションにおける周波数制
御の光学分岐手段(23)により、複数の測定点(3
4)が連続的に光学的に制御され、異なる測定点(3
4)からの受信器(4)の出力信号が周波数制御の分岐
手段(23)の駆動に関して同期的に共通の帯域フィル
タ(5)に切り換えられることを特徴とする請求項4に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記受信器(4)の出力信号は電子ミキ
サにより濾波された後に低周波域に変換されることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記変調周波数ω1,ω2の選択された、
詳細には最小公倍数と濾波された受信周波数との周波数
差はカウンタにより測定され、速度はカウンタ値及び受
信器(4)における散乱光模様の縞間隔から計算される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 順方向パルス又は逆方向パルスは論理回
路により変調周波数ω1,ω2の直交正弦−余弦系を濾波
された受信周波数に結合することにより、測定量におけ
る移動粒子の存在下にて発生させられ、受信信号は直交
系を走査し、移動方向は現走査値及び前走査値から明確
に決まることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 縞間隔は各々の場合において順方向パル
ス又は逆方向パルスの存在下にて配分され、散乱粒子が
移動する通路は縞間隔により増大させられる順方向パル
ス及び逆方向パルスから決定されることを特徴とする請
求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記濾波された受信信号はアナログ・
デジタル変換後に特殊な信号プロセッサにおいて処理さ
れ、この特殊な信号プロセッサは所定数の走査点から分
光分布を決め、変調周波数ω1,ω2の最小公倍数に対す
るこの分光分布のベースラインの差周波数はドップラー
周波数に対応することを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項11】 信号処理のタイムベースは変調周波数
ω1,ω2に対して固定された割合であることを特徴とす
る請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 少なくとも2つの干渉性部分ビーム
と、少なくとも1つの部分ビームにおける位相変調器
(22)と、ビームを案内し、2つの部分ビームを測定
量における移動粒子に集束させ、かつ移動粒子により散
乱した光として部分ビームの少なくとも一構成要素を結
像するための光学手段と、一対の部分ビームから形成さ
れる散乱光を受信するための受信器(4)とを有するレ
ーザドップラー流体速度計において、 位相及び振幅に関して固定されるように結合される異な
る変調周波数ω1,ω2及び振幅を有する2つの正弦駆動
信号が位相変調器(22)において存在し、1つの変調
周波数ω1は第2の変調周波数ω2の整数倍数であって、 帯域フィルタ(5)は受信器(4)の下流に配置され、
帯域フィルタ(5)のフィルタ周波数fFは予想される
最大のドップラー周波数シフトを検知可能な帯域幅を有
する変調周波数ω1,ω2の公倍数を有し、 前記位相変調器(22)における駆動信号の振幅は、ド
ップラーシフトの結果として生じる側波帯の1つが受信
器(4)の出力信号において広範に抑圧されるととも
に、位相変調器(22)の駆動信号の周波数及び位相の
情報を用いて他方の側波帯のみが評価ユニット(6)に
おいて評価の基準として機能するように、調整されるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項13】 前記位相変調器(22)は異なる変調
周波数ω1,ω2により駆動するための2つの異なる信号
路を介して全く同一の正弦波発生器(7)に接続され、
少なくとも1つの信号路は周波数分割器(71)を有す
ることを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 信号路に移相器が配置されたことを特
徴とする請求項13に記載の装置。 - 【請求項15】 前記評価ユニット(6)は順方向パル
ス及び逆方向パルスを放出するPLL(位相同期回路)
を有することを特徴とする請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 前記評価ユニット(6)にカウンタが
設けられ、干渉縞の計数は間隔と関連して速度を示すこ
とを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項17】 前記評価ユニット(6)はFFT(高
速フーリエ変換)に基づく特殊なデジタル信号プロセッ
サを有するとともに受信信号の分光分布を評価し、変調
周波数ω1,ω2の最小公倍数に対する分光分布のベース
ラインの差周波数はドップラー周波数に対応することを
特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項18】 レーザ源(1)から部分ビームに***
するためのY形分岐手段(21)及び位相変調するため
の電子−光学位相変調器(22)は集中光学チップ(I
OC)(2)に配置されたことを特徴とする請求項12
に記載の装置。 - 【請求項19】 前記レーザ源(1)からの光は複数の
測定点(34)を形成するように少なくとも二対の部分
ビームに分割され、測定点(34)に関連する各対の部
分ビームにおける1つの部分ビームは位相変調器(2
2)を有することを特徴とする請求項18に記載の装
置。 - 【請求項20】 前記IOC(2)は更なる測定点(3
4)のための同等の部分ビームを発生させるための更な
る周波数制御された分岐手段(23)を有し、更なるビ
ーム分割周波数f1と同期式に稼働されるマルチプレク
サ(9)がそれぞれの受信器(4)と帯域フィルタ
(5)との間に配置されたことを特徴とする請求項18
に記載の装置。 - 【請求項21】 2つの位相変調器(22)はそれぞれ
の場合において電極を共有することを特徴とする請求項
19及び請求項20のいずれか1項に記載の装置。
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