Электрооптический светодальномер

Электрооптический светодальномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим фазовым дальномерам, и может быть использовано для высокоточного измерения расстояний в геодезии и других областях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшение энергопотребления. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, призму Глана 2, связанную с входом фотоприемника 3, модулятор-демодулятор 6 с электрооптическим кристаллом 7, часть выходного торца которого выполнена с отражающим покрытием, регулируемую оптическую линию 8 задержки, прозрачный диск переменной толщины 12, установленный на оси электродвигателя 11, приемнопередающую оптическую систему 13 и отражатель 17. Устройство также содержит импульсный СВЧ-генератор 9, связанный с модулятором-демодулятором 6, блок 10 синхронизации, связанный с электродвигателем 11, синхронный детектор 4, связанный с выходом фотоприемника 3, и интегратор 5, связанный с входом регулируемой оптической линии 8 задержки, а также блок 15 индикации и связанный с ним блок 14 измерения, вход которого связан с выходом регулируемой оптической линии 8 задержки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕН-1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 т т!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4499074/10/151182 (22) 27.10,88 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71} Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) К.С.Гюнашян, Е.А,Арапетян, В, В.Авакян и P.À.Íåðñåñÿí (53) 528. 517(088.8) (56) Справочник геодезиста. М.: Недра, 1985, ром 2, с. 22-23.

Геодезия, аэросъемка, картография. Зарубежный опыт. Серия: Геодезия. Экспрессинформация. Вып. 1. М. 1986, с. 1 — 14. (54) ЭЛЕКТРООЛТИЧЕСКИЙ СВЕТОДАЛЬНОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим фазовым дальномерам, и может быть использовано для высокоточного измерения расстояний в геодезии и других областях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности эа счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшеИзобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим фазовым дальномерам, и может быть использовано для высокоточного измерения расстояний в геодезии и других областях науки и, техники.

Келью изобретения является повышение точности за счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшение энергопотребления.

На чертеже приведена функциональная схема электрооптического светодальномера.

„.,5Ll„„ 1672217 А1 ние энергопотребления. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света. призму Глана 2, связанную с входом фотоприемника 3, модулятор-демодулятор 6 с электрооптическим кристаллом 7, часть выходного торца которого выполнена с отражающим покрытием, регулируемую оптическую линию 8 задержки, прозрачный диск переменной толщины 12, установленный на оси электродвигателя 11. приемопередающую оптическую систему 13 и отражатель 17, Устройство также содержит импульсный СВЧ-генератор 9, связанный с модулятором-демодулятором 6, блок

10 синхронизации, связанный с электродвигателем 11, синхронный детектор 4, связанный с выходом фотоприемника 3, и интегратор 5, связанный с входом регулируемой оптической линии 8 задержки, а также блок 15 индикации и связанный с ним блок

14 измерения, вход которого связан с выходом регулируемой оптической линии 8 за- 0 держки. 1 ил. 4

M

° Ъ V

Сеетодекьномер содержит источник 1 света, блок 2 поляризации, фотоприемник 3, синхронный детектор 4, интегратор 5, модулятор-демодулятор 6 с электрооптическим кристаллом 7, регулируемую оптическую линию 8 задержки, импульсный СВЧ-генератор

9, блок 10 синхронизации, электродвигатель

11 с прозрачным диском 12 переменной толщины, приемнопередающую оптическую систему 13, блок 14 измерения, блок 15 индикации, плоское зеркало 16 и отражатель 17, 1672217

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Свет от источника 1 света, пройдя призму Глана 2, направляется в модулятор-демодулятор 6, в емкостном зазоре которого установлен электрооптический кристалл, часть выходного торца которого выполнена с отражающим покрытием. В кристалле свет модулируется по поляризации масштабной частотой, вырабатываемой импульсным СВЧгенератором 9, и, отразившись от отражающего покрытия, попадает нэ зеркало 16, расположенное нэ расстоянии L =А/2 — I ц, от входного торца электрооптического кристалла 7, где А — длина волны модулирующей частоты,! и q — соогветственно длина и коэффициент преломления электрооптического кристалла 7. Отразившись от зеркала

16, свет вновь направляется в электрооптический кристалл 7. После kпроходов,,где k определяется размерами электрооптического кристалла 7 и диаметром светового пучка, свет выходит из модулятора-демодулятора 6 и направляется в регулируемую оптическую линию 8 задержки, состоящую иэ механизма перемещения и двух расположенных под углом 90 плоских зеркал, ориентированных таким образом, что падающий и отраженный лучи образуют плоскость, составляющую 45О с плоскостью поляризации излучения, поступающего на вход модулятора-демодулятора 6. При этом деполяризация света на зеркалах, приобретенная светом при его прямом прохождении, компенсируется деполяризацией, вносимой зеркалами в принимаемый световой поток. После оптической линии 8 задержки свет, пройдя прозрачный диск 12 переменной толщины, установленный на оси электродвигателя 11, поступает на приемопередающую оптическую систему 13.

При вращении прозрачного диска 12 переменной толщины свет периодически проходит через участки стекла разной толщины, что приводит к периодическому изменению его оптического пути. Скорость вращения диска и модулирующие СВЧ-импульсы синхронизированы с помощью блока 10 синхронизации таким образом, что при нечетных импульсах зондирующий и отраженный свет проходит через участки стекла толщиной d1. а при четных импульсах — толщиной бг. При этом обеспечивается разность оптических путей для четных и нечетных импульсов света. Прошедший дистанцию и отраженный от отражателя 17 свет, пройдя приемнопередающую оптическую систему 13, прозрачный диск 12 переменчой толщины и регулируемую оптическую линию 8 задержки, демодулируется в модуляторе-демодуляторе 6 и направляется призмой Глана 2 на фотоприемник 3, нэ выходе которого формируются электрические импульсы, амплитуда которых зависит от длины оптического пути, пройденного . светом, При неравенстве амплитуд четных и нечетных импульсов нв выходе интегратора

5 с помощью синхронного детектора 4 формируется сигнал с амплитудой, пропорциональной разности амплитуд поступающих импульсов и с полярностью, зависящей от того, амплитуда какого импульса больше— четного или нечетного. Сигнал с выхода интегратора 5 поступает на регулируемую оптическую линию 8 задержки и обеспечивает ее перемещение. Ilo достижении равенства амплитуд четных и нечетных импульсов на выходе интегратора 5 формируется нулевой сигнал и регулируемая оптическая линия 8 задержки останавливается. Ее положение. связанное с измеряемой дистанцией, измеряется блоком 14 измерения и индицируется блоком 15 индикации. Разрешение неоднозначности обеспечивается применением сетки масштабных частот, формируемых импульсным СВЧ-генератором 9.

Формула изобретения

Электрооптический светодальномер, содержащий последовательно расположенные источник света, блок поляризации, модулятор-демодулятор с электрооптическим кристаллом и приемопередающую оптическую систему, последовательно расположенные фотоприемник, связанный с блоком поляризации, синхронный детектор, интегратор, блок измерения и блок индикации, а также импульсный СВЧ-генератор, подключенный к модулятору-демодулятору, и блок синхронизации, связанный с импульсным

СВЧ-генератором и с синхронным детектором, отличающийся тем, что,с целью повышения точности за счет увеличения отношения сигнал/шум и уменьшения энергопотребления, в него введены регулируемая оптическая линия задержки, расположенная между модулятором-демодулятором и приемопередающей оптической системой и связанная выходом с блоком измерения, а входом — с интегратором, и связанный с блоком синхронизации электродвигатель с прозрачным диском переменной толщины, расположенным между регулируемой оптической линией задержки и приемопередающей оптической системой, выполненной совмещенной, блок поляризации выполнен в виде призмы Глана, часть выходного торца электрооптического кристалла выполнена с

1672217

Составитель Б,Долгий

Техред М,Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор Л.Гратилло

Заказ 2829 Тираж 304 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 отражающим покрытием, а со стороны входного торца электрооптического кристалла расположено введенное отражающее зеркало.