жидкости и газа получил широкое распространение после работ Уи и Камингса 9' 10, в которых впервые была доказана возможность фотосмешения света, рассеянного на объемных оптических неоднородностях. Рассеяние света происходило на монодисперсных частицах полистирола раз-
мером 0,5 мкм, специально введенных в поток жидкости. Эти работы леглив основу указанного метода измерения скорости с помощью оптических
допплеровских измерителей скорости (ОДИС).
Основные направления как в схемах ОДИС, так и в их применениифактически были обоснованы в работах, выполненных с 1964 по 1969 г.;
В последующие годы усилия исследователей были направлены на достаточно полное теоретическое обоснование метода, особенно при изучении
турбулентных потоков 4 8"50, и на создание прибора, способного заменить широко применяемый до настоящего времени в исследовательской практике
Термоанемометр.
Дурст и Уайтлоу даже ввели классификацию оптических изме-рителей скорости на допплеровские и интерференционные
Спектральный анализ рассеянного излучения
В допплеровском методе измерения скорости наибольший интереспредставляют спектральные характеристики рассеянного света, поскольку
в них содержится информация о движении объекта.
Такие устройства были использованы для определения внутриутробного сердцебиения плода [10, 34] и вибраций стенок сосудов при измерении артериального давления Диагностические возможности ультразвукового измерителя скорости кровотока можно расширить в нескольких направлениях. Его можно применять для визуализации кровотока в сосудах [42], прикрепив ультразвуковой зонд к координатному устройству, которое позволяет синхронно с зондом перемещать на запоминающем мониторе яркостную отметку.
Простейший доплеровский прибор излучает непрерывный немодулированный ультразвук и называется доплеровским прибором непрерывного излучения (ДПНИ).
Доплеровские приборы, обладающие разрешением по глубине, могут применяться в устройствах визуализации, которые позволяют формировать изображения, требующие знания о глубине. Они могут использоваться не только для селекции сосудов, залегающих на разных глубинах, но и для построения профиля скоростей, распределения скорости кровотока в поперечном сечении сосуда
Около 20 лет понадобилось, чтобы от первых доплеровских приборов непрерывного излучения перейти к первым серийным измерителям объемного расхода крови.
Но некоторые физиологические характеристики, такие, как профиль скоростей, необходимые для оптимизации системы и понимания особенностей формирования доплеровских сигналов, могут быть измерены только с помощью самих доплеровских методов.
Механические и вибрационные гироскопы.
Гироско́п (от др.-греч. γῦρος — круг + σκοπέω — смотрю) — устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета. Простейший пример гироскопа — юла (волчок).Термин впервые введен Ж. Фуко в его докладе в 1852 году во Французской Академии Наук. Доклад был посвящён способам экспериментального обнаружения вращения Земли в инерциальном пространстве. Этим и обусловлено название «гироскоп». Основные два типа гироскопов по принципу действия:механические гироскопы,оптические гироскопы.Также проводятся исследования по созданию ядерных гироскопов, использующих ЯМР для отслеживания изменения спина атомных ядер.[9] Механические гироскопы
Схема простейшего механического гироскопа в карданном подвесе
Среди механических гироскопов выделяется ро́торный гироско́п — быстро вращающееся твёрдое тело (ротор), ось вращения которого может свободно изменять ориентацию в пространстве. Впервые это свойство использовал Фуко в 1852 г. для экспериментальной демонстрации вращения Земли. Именно благодаря этой демонстрации гироскоп и получил своё название от греческих слов «вращение», «наблюдаю».
При воздействии момента внешней силы вокруг оси, перпендикулярной оси вращения ротора, гироскоп начинает поворачиваться вокруг оси прецессии, которая перпендикулярна моменту внешних сил.
Поведение гироскопа в инерциальной системе отсчёта описывается, согласно следствию второго закона Ньютона, где векторы и являются, соответственно, моментом силы, действующей на гироскоп, и его моментом импульса.
Изменение вектора момента импульса под действием момента силы возможно не только по величине, но и по направлению. В частности, момент силы, приложенный перпендикулярно оси вращения гироскопа, то есть перпендикулярный, приводит к движению, перпендикулярному как, так и, то есть к явлению прецессии. Угловая скорость прецессии гироскопа определяется его моментом импульса и моментом приложенной силы[10]:
То есть обратно пропорциональна скорости вращения гироскопа. Одновременно с возникновением прецессии, согласно следствию третьего закона Ньютона, гироскоп начнёт действовать на окружающие его тела моментом реакции, равным по величине и противоположным по направлению моменту, приложенному к гироскопу. Этот момент реакции называется гироскопическим моментом.
Вибрационные гироскопы — устройства, сохраняющие поворачивающие или сохраняющие направление своих колебаний при повороте основания пропорционально угловой скорости (ДУС — датчики угловой скорости) или углу поворота основания (интегрирующие гироскопы). Этот тип гироскопов является намного более простым и дешёвым при сопоставимой точности по сравнению с роторными гироскопами. В англо-язычной литературе также употребляется термин «Кориолисовы вибрационные гироскопы» — хотя принцип их действия основан на эффекте действия силы Кориолиса, как и у роторных гироскопов.
Например, микромеханические вибрационные гироскопы применяются в системе измерения наклона электрического самоката Сигвей. Система состоит из пяти вибрационных гироскопов, чьи данные обрабатываются двумя микропроцессорами.
Подобные типы микрогироскопов используются в мобильных устройствах, в частности, в фотоаппаратах и видеокамерах (для управления стабилизацией изображения), в смартфонах и т.д[11].
Принцип работы