Файл: Применения лазеров..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Применение лазеров в оптической допплеровской локации

417

где V V*— среднеквадратичное

значение пульсаций

ско­

рости, й — наивысшая частота

пульсаций скорости

ѵ.

Физически это означает, что параметр Л должен быть меньше, чем характерный масштаб турбулентности.

Для измерения больших скоростей (например, при ис­ следовании сверхзвуковых потоков) успешно применяются ОДИС, в которых выделение допплеровского сдвига час­ тоты осуществляется при помощи интерферометра Фабри— Перо [33, 35]. Так, в работе [33] измерялась скорость капель воды на выходе воздушно-водяной форсунки при большом содержании жидкой фазы. Скорость менялась от 50 до 250 м/с. В работе [35] описан ОДИС для изучения гипер­ звуковых потоков в больших аэродинамических трубах. В установке используется лазер типа ЛГ-75. Для выделе­ ния сигнала используется интерферометр Фабри—Перо типа ИТ-51-30. Проводились исследования гиперзвукового потока в аэродинамической трубе с расстоянием между

прозрачными окнами 1000 мм при

числе Маха, равном

5, и температурах в форкамере 120

и 250° С, что соответ­

ствовало абсолютным скоростям около 800 и 1000 м/с. Методы оптической допплеровской локации найдут широкое распространение при исследовании потоков с заданными размерами жидких или твердых частиц и с заданной концентрацией. Такие потоки играют большую роль в энергетике, различных технологических процессах, авиационной и космической технике и в настоящее время

изучены недостаточно.

Для изучения движения одиночных капель воды в работе [37] использовалась дифференциальная схема ОДИС. Расщепление пучка света на два осуществлялось биприз­ мой Френеля, поскольку при измерении скорости больших частиц для получения максимального сигнала необходимо, чтобы период интерференционного поля был больше раз­ мера частицы. В работах [38, 39] проводилось измерение размеров диффузно рассеивающих частиц по величине ам­ плитуды допплеровского сигнала. Метод позволяет изме­ рить размеры частиц от 1 до 500 мкм. Возможно также оп­ ределение скорости вращения частиц [40]. При наличии частиц двух размеров (например, мелких и крупных) метод позволяет непосредственно определять скорость скольже­ ния одних частиц относительно других [41]. Пока вызы-

14—901

418

Приложение 2

вает затруднения интерпретация результатов исследования потоков с полидисперсными частицами с большим разбро­ сом размеров и скоростей. Однако в недалеком будущем можно надеяться на решение и этой проблемы.

Таким образом, практически выявлена перспектив­ ность применения маломощных лазеров непрерывного дей­ ствия для измерения скоростей в потоках жидкости и газа. Применение лазеров большей мощности, работающих в сине-зеленой или инфракрасной области спектра, позволит повысить дальность действия ОДИС до нескольких кило­ метров. Это позволит определять параметры атмосферы, содержащей аэрозоли, что необходимо для эффективной борьбы с ее загрязнением. Лазеры с большей мощностью нужны также для работы ОДИС на молекулярном рас­ сеянии.

Применение оптимальных методов обработки доппле­ ровского сигнала в дальнейшем позволит значительно повысить объем информации, получаемой об исследуемом объекте.

ОДИС могут также найти применение в различных тех­ нологических процессах как датчики скорости для автома­ тического управления.

ЛИТЕРАТУРА

1. Yen J., Cummins Н. Z.— “ Appl. Phys. L ett.” , 1964, v . 4, p. 176.

2.Ринкевичюс Б. С. Канд. дис., M., МЭИ, 1969.

3.Аристов Е. М., Павловский Б. А., Смотрицкий Ф. Л., Таратор­ кин Б. С. Измерение скоростей потоков с помощью ОК.Г, Л.,

изд-во ЛДНТП, 1970.

4.Ринкевичюс Б. С.— «ТВТ», 1970, т. 8, стр. 1073.

5.Павловский Б. А. Канд. дис., Л ., ЛКИ, 1971.

6.

Ринкевичюс Б.

С.— «Радиотехника и электроника»,

1969,

7.

т. 14, стр. 1903.

 

 

Ринкевичюс Б. С.— «Труды МЭИ», 1972, вып. 144, стр. 48.

8.

Дубнищев Ю. Н.

Ковшов Ю. Н.— «Автометрия», 1971,

№ 3,

 

стр. 87.

 

 

9.

Василенко Ю. Г., Дубнищев Ю. Н.— «Автометрия», 1972, № 5,

 

стр. 51.

Сенин А. Г., Соболев В. С.— «Автометрия»,

10. Дубнищев Ю. Н.,

11.

1972, № 5, стр. 47.

 

Чернов В. Ф., Ринкевичюс Б. С. Сб. докладов конф. по автома­

тизации научных исследований на основе применения ЭЦВМ, 71—75, Новосибирск, 1972.

Применение лазеров в оптической допплеровской локации

419

12.Барилл Г. А., Журавль Ф. А., Соболев В. С.— «Автометрия», 1972, № 6, стр. 98.

13.Риикевичюс Б. С., Янина Г. М.— «Радиотехника и электрони­ ка», 1973, № 18, стр. 805.

14.Домарацкий А. Н., Кудрявцев М. Б., Соболев В. С. Шмойлов П. Ф., Юрлов Ю. И.— «Автометрия», 1972, № 5, стр. 122.

15.Дубнищев Ю. Н. Канд. дис., Новосибирск, ИАЭ СО АН, 1973.

16.Аменицкий А. Н., Ринкевичюс Б. С. Фабрикант В. А.— «ТВТ», 1969, т. 7, стр. 1039.

17.Аменицкий А. Н., Пушкарев В. И., Ринкевичюс Б. С.— «Труды МЭИ», 1971, вып. 94, 83.

18.Аменицкий А. Н., Ринкевичюс Б. С., Соловьев Г. М.— «ДАН

СССР», 1972, т. 207, стр. 569.

19.Аристов Е. М., Павловский Б. А., Юрас С. Ф.— «Труды ЛКИ», 1970, вып. 70.

20.Башкиров Б. И., Глебова Н. Н., Меламуд Г. Б., Тишков П. Г.— «Труды метрологических институтов СССР», 1972, вып. 135, стр. 182.

21.Дубнищев Ю. Н., Коронкевич В. П., Соболев В. С., Столповский А. А., Уткин Е. Н., Шмойлов Н. Ф.— «Автометрия», 1969, № 6, стр. 115.

22.Лебедев И. В., Ринкевичюс Б. С., Ястребова Е. В.— «ПМТФ», 1969, № 5, стр. 125.

23.Лебедев И. В., Ринкевичюс Б. С., Ястребова Е. В.— «ПМТФ», 1971, № 1, стр. 150.

24.Ринкевичюс Б. С., Чудов В. Л., Янина Г. М. Сб. Использо­ вание ОКГ в современной технике, ч. 2, Л ., изд-во ЛДНТП, 1971.

25.Дубнищев Ю. Н., Коронкевич В. Пм Соболев В. С., Столповский А. А., Уткин Е. Н., Шмойлов Н. Ф.— «Автометрия», 1971, № 1, стр. 36.

26.Власов С. А ., Калашников В. Н., Мульченко Б. Ф., Ринкеви­ чюс Б. С., Смирнов В. И. Тепло- и ыассоперенос, т. 3, стр. 82, Минск, 1972.

27.Ринкевичюс Б. С., Смирнов В. И. «ПМТФ», 1972, № 4, стр. 182.

28.Ринкевичюс Б. С., Смирнов В. И., Чернов В. Ф.— «Труды МЭИ», 1972, вып. 144, стр. 57.

29. Барилл Г. А.,

Дубнищев Ю. Н.,

Коронкевич В. П., Соболев

В. С., Столповский

А. А.,

Уткин

Е. Н., Шмойлов Н. Ф.—

«ПМТФ», 1970,

№

1, стр.

110,

 

30.Ершов О. А., Ершова Т. И., Столярова Н. П., Ярин Л. П,—

«ИФЖ», 1973, т. 24, стр. 888.

31.Ринкевичюс Б. С., Смирнов В. И.— «Квантовая электроника», 1973, № 2, стр. 82.

32.Домарацкий А. Н., Дубнищев Ю. Н., Коронкевич В. П., Собо­ лев В. С., Столповский А. А., Уткин Е. Н., Шмойлов Н. Ф.— «ПМТФ», .1972, № 1, стр. 126.

33.Ринкевичюс Б. С., Толкачев А. В.— «Жури, приклад, спектр.», 1968, т. 9, стр. 648.

34. Кулыбин В. М., Ринкевичюс

Б. С., Толкачев А. В., Харченко

В. Н.— «Труды МЭИ», 1972,

вып. 144, стр. 65.

420

Приложение 2

35. Ринкевичюс Б. С., Толкачев А. В., Харченко В. Н.— «Ученые

записки ЦАГИ», 1973, т. 11, стр. 25.

36. Зубарев Е. И., Кулыбин В. М.— «Труды МЭИ», 1972, вып. 108,

стр. 123.

37. Головин В. А., Коняева Н. П., Ринкевичюс Б. С., Янина Г. М.—

«ТВТ», 1971, т. 9, стр. 606.

38.Ринкевичюс Б. С., Янина Г. М.— «Труды МЭИ», 1971, вып. 94,

стр. 76.

39.Ринкевичюс Б. С. Янина Г. М. Труды Всесоюзной научно-тех­

нической конференции «Современное состояние и перспективы высокоскоростной фотографии и кинематографии и метрологии

быстропротекающих процессов», М., 1972.

40. Ринкевичюс Б. С., Янина Г. М. Тезисы доклада на конференции

«Использование ОКГ в современной технике», Л ., изд-во

ЛДНТП, 1973.

41. Ринкевичюс Б. С., Толкачев А. В., Фабрикант В. А.— «Док­

лады НТК МЭИ», 1969, т. 67.

42. Аристов Е. М., Павловский Б. А., Юрас С. Ф.— «Измерит,

техника», 1971, № 7.

43.Василенко Ю. Г., Донцова В. А., Дубнищев Ю. Н., Коронке-

вич В. Г.— «Оптика и спектроскопия», 1972, т. 33, стр. 170.

44.Воробьева Н. Н., Зубарев Е. И., Кулыбин В. М., Ринкевичюс Б. С.— «Журн. прикл. спектр.», 1972, т. 17, 988.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

СОВРЕМ ЕННОЕ СО СТОЯНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

В. П. Тычинский

Со времени издания книги «Применения лазеров» (1971 г.) появилось большое количество публикаций, сви­ детельствующих о широком использовании лазерных тех­ нологических установок в промышленности. Давно ожи­ даемая эра практического применения лазеров началась. Подтверждением этому может служить следующее.

Только в США объем продажи оборудования для лазер­ ной обработки в 1973 г. составило 12 млн. долл. [1].

Выпуском лазерного технологического оборудования занимаются свыше двух десятков фирм (среди них Аѵсо Согр., United Aircraft, Hughes и др.).

Разработан ряд специализированных установок (в том числе автоматических), обладающих высокой производи­ тельностью и экономической эффективностью. Практичес­ ки во всех областях промышленности для лазеров найдены применения.

Лазеры уже используются в автомобилестроении (свар­ ка кузовов), самолетостроении (перфорация лопаток тур­ бин, элементов топливной аппаратуры), радиоэлектро­ нике (изготовление радиокомпонентов), промышленности строительных материалов (резка стеклопрофилита, стекла, асбоцемента, керамики, дерева, картона и др.).

Само понятие «лазерная технология» становится более емким, так как лазеры начинают применяться в таких нетрадиционных областях, как технология химических продуктов, выращивание монокристаллов, распыление мно­ гокомпонентных соединений, термообработка и легирова­ ние поверхности металлов, локальное легирование полу­ проводниковых материалов, разделение изотопов.

Систематическое изучение процессов взаимодействия излучения с различными материалами позволило получить

Смотрите также файлы