187135. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés sebesség vagy sebességeloszlás mérésére közegekben
1 187 135 2 102.. . 10 K időmérői a „Start” indító bemeneten megjelenő impulzus hatására lépnek működésbe és a „Stop” leállító bemeneten megjelenő impulzusig tartó időt mérik. A 10 időmérő egység az indító és a leállító jelek közti időnek megfelelő analóg vagy digitális jeleket ad ki a kimenetén. Könnyen belátható, hogy a vázolt gyűjtési móddal nagy megbízhatóssággal telítésmentes üzemeltetés érhető el. Ez alatt azt értjük, hogy új időmérés indítása az i-dik 101, 102... 10 K időmérőben nincs akadályozva az előző ciklusból föl nem dolgozott mérési adat által. A 10 időmérő egység jeleit statisztikus gyakoriságuk szerint analizáljuk a 11 analizátorral, mely pl. egy alkalmasan programozott kisszámítógép vagy sokcsatornás analizátor lehet. A Doppler-ciklus rendszámával (2, 3, 4... stb. maximum hely a gyakorisági görbén) a felbontás is lineárisan nő, mivel 2-szer, 3-szor ... stb. nagyobb úthoz tartozó időt mérünk ugyanolyan pontossággal. Ily módon, viszszatérve a 3. ábrához, érthető, hogy lehetőséget kell biztosítani a késleltetett üzemmódú méréshez. Ilyen mérést el lehet végezni pl. a következő módon. Alapüzemmódban (minden impulzus értelmezve van) viszonylag durván meghatározzuk a sebességet az első gyakorisági maximum helye alapján. Ezután késleltetett üzemmódra térünk át oly módon, hogy az időmérés Stop jelét csak N/íü (N = 3, 4.. . stb. és co a Doppler-frekvencia) idő múlva engedélyezzük. Ez azt eredményezi, hogy a korábbi maximumokból érkező impulzusok a mérést nem állíthatják le. A működés tehát így valósul meg: az i-dik kapun érvényes impulzus érkezik a 101, 102.. . 10 K időmérők közül az i-dik és i +1-dik időmérőre. Az impulzus elhaladtával minden kapu nyitva, majd N/to idő múlva zár az i+ 1-dik kapu, az ezt követő első impulzus leállítja az i -E 1-dik időmérőt, és így tovább. Ily módon a rendszer eleve az N, N+ 1, N + 2... maximumhoz tartozó időintervallumokat méri. Ezeken a helyeken a felbontás N-szer, N + 1-szer, N + 2-szer nagyobb, és a gyakorisági eloszlást displayre vetítve a sebességeloszlás közvetlenül leolvasható (látható). Az alábbiakban mérést ismertetünk, mely a 4. ábra alapján volt összeállítva. A méréseket többek között forgó ablaküveg tárcsán végeztük. A tárcsa bizonyos pontjára volt vetítve az interferencia csíkrendszer. A 4 fotondetektor elé helyezett optikai rendszer 4-^6 csíkot képzett le a 4 fotondetektorra. A 6 integrátoron beállított integrálási idő 4 psec volt. A 7 amplitúdó diszkriminátor kimenetére csatlakozó 10 időmérő egységként egy CAM.4.17-2 Time to pulse height Convertert használtunk. A kapuzást egyrészt maga a berendezés, másrészt a „Stop” leállító bemeneteta „Start” indító bemenettel összekötő változtatható 12 késleltető biztosította. Rendszerünkben tehát egyetlen időmérőt használtunk. Az időamplitúdó impulzusokat a 11 analizátorként alkalmazott Norland INO— TECH 5300 Multichannel Analiser-en gyűjtöttük. Az analizátor-display-n az időintervallumok gyakorisági eloszlása volt megfigyelhető. Egy ilyen eloszlást szemléltet az 5. ábra, ahol a vízszintes tengelyen a 11 analizátor csatornaszáma, illetve az ebből megállapítható t idő, a függőleges tengelyen pedig az adott csatornához tartozó N beütésszám van feltüntetve. Az első és második maximum közti idő kb. 34 psec, amiből az interferencia csíkok távolságának ismeretében számítottuk a sebességet. Az így kapott eredmény jól megegyezett a fordulatszámból és a sugárból számítható kerületi sebességgel. Összefoglalva elmondható, hogy a találmány szerinti eljárás és berendezés lehetőséget nyújt a mérendő folyamathoz optimálisan illeszkedő detektálásra az integrálás következtében. A javasolt módszerrel a térből (fény) elvileg nyerhető maximális információt lehet begyűjteni és szükséges módon földolgozni. Sebességmérés szempontjából az e feldolgozás a gyakorisági eloszlás begyűjtését jelenti, mely művelet általában lényegesen egyszerűbb, mint más sebességmérő módszerek. A módszer egyedülálló abból a szempontból, hogy közvetlenül alkalmas a sebességeloszlás megállapítására. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás sebesség vagy sebességeloszlás mérésére közegekben, amelynek során a közeget egy ismert fényintenzitás-eloszlást mutató struktúrán vezetjük keresztül és a közegben levő szórócentrumokon szórt fényt fotonszámlálással érzékeljük, azzal jellemezve, hogy az érzékelés során létrejövő fotoelektron impulzusok számát változtatható időállandóval integráljuk, majd egy amplitúdó küszöbérték elérésekor impulzust képezünk, mérjük a szomszédos impulzusok közötti időintervallumokat, megállapítjuk ezek gyakorisági eloszlását, továbbá az eloszlásmaximumokhoz tartozó időkből és amplitúdókból a fényintenzitás-eloszlás ismeretében meghatározzuk a sebességet, illetve a sebességeloszlást. 2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely optikai nyalábformáló egységgel ellátott fényforrást és fotondetektort tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a fotondetektor (4) kimenete változtatható időállandójú integrátoron (6) és amplitúdó diszkriminátoron (7) át időmérő egység (10) bemenetére van kapcsolva, és az időmérő egység (10) kimenete analizátor (11) bemenetére csatlakozik. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az időmérő egység (10) indító és leállító bemenettel (Start, Stop) rendelkezik, amelyek közül az indító bemenet (Start) késleltetőn (12) át, a leállító bemenet (Stop) pedig közvetlenül van az amplitúdó diszkriminátor (7) kimenetével összekötve. 4. A 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az időmérő egység (10) indító és leállító bemenettel (Start, Stop) rendelkező, több párhuzamosan kapcsolt időmérőt (10, 102... 10K) tartalmaz, amelyek közül minden időmérő (101, 102...10 K) leállító bemenete (Stop) és a következő időmérő (101, 102..TOK) indító bemenete (Start) egy kapuvezérlő áramkörrel (9) ellátott kapurendszer (8) egy-egy kapuján át az amplitúdó diszkriminátor (7) kimenetére csatlakozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 5 db ábra
