Теневое устройство

Теневое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится,к оптическим приборам, в частности к устройствам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных газах и жидкостях. Целью изобретения является увеличение чувствительности Устройство состоит из теневого автоколлимационного устройства, в которо дополнительно между коллимационным объективом 4 и автоколлимационным зеркалом 6 введен оптический клин 5 с нанесенным ма одной его грани светоделитеяькым покрытием , рабочая поверхность визуализирующей диафрагмы 7 теневого устройства выполнена в виде зеркальной полоски, расположенной вдоль рабочей кромки диафрагмы , а на остальную часть ее поверхности нанесено черное матовое покрытие . Для образования теневой картины используется одно из ряда изображений световой диафрагмы 3, образованных в фокальной плоскости коллимационного объектива 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)з G 01 N 21/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

iL

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756345/25 (22) 01.09.89 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (72) И, Н. Волова, А. Н. Корлев, Э. И. Красовский и Б. В. Наумов (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1226195, кл. G 01 N 21/41, 1984.

Васильев Л. А, Теневые методы. М„Наука, 1968, с. 19. (54) ТЕНЕВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится,к оптическим приборам, в частности к устройствам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных газах и жидкостях. Целью изобретения является увеличейие чувствительЯ3., 1695186 А1 ности. Устройство состоит из теневого автоколлимационного устройства, в которо дополнительно между коллимационным обьективом 4 и автоколлимационным зеркалом

6 введен оптический клин 5 с нанесенным на одной его грани светоделительным покрьтием; рабочая поверхность визуализирующей диафрагмы 7 теневого устройства выполнена в виде зеркальной полоски, расположенной вдоль рабочей кромки диафрагмы, а на остальную. часть ее поверхности нанесено черное матовое покрытие. Для образования теневой картины используется одно из ряда изображений световой диафрагмы 3, образованных в фоK3tl hHOili f1fl0CKOCTM коллимацион ного 00b8Kтива 4. 1 ил, 1695186

10

Изобретение относится к технической физике, в частности к области приборостроения, и может быть использовано при изучении оптических неоднородностей в аэрои гидродинамике, Цель изобретения — увеличение чувствител ь ности.

На чертеже приведен пример конкретного выполнения оптической схемы предложенного устройства, Теневое устройство содержит источник

1 света, конденсатор 2, световую диафрагму (СД) 3, коллимационный обьектив 4, оптиче, ский клин 5, автоколлимационное (АК) зеркало 6, визуализирующую диафрагму 7 и проекционный обьектив 8. Ребро клина па, раллельно рабочей кромке визуализирующей диафрагмы, одна из его граней, обращенная к автоколлимационному зеркалу, параллельна зеркалу, на второй грани нанесено светоделительное покрытие со средним коэффициентом зеркального отражения в рабочей области спектра р=0,6, рабочий участок поверхности визуализирующей диафрагмы в форме полоски с нанесенным на нее зеркальным покрытием расположен вдоль ее рабочей кромки, на остальной части поверхности нанесено черное матовое покрытие, преломляющий угол клина а определяется соотношением, -! а п1 где d — проекция ширины зеркального участка визуализирующей диафрагмы на фокальную плоскость коллимационного объектива, равная ширине изображения световой диафрагмы с учетом кружка рассеяния коглимационного объектива;

f — фокусное расстояние коллимационного обьектива;

n — показатель преломления стекла клиУстройство работает следующим образом, .

Изображение светящегося тела источника 1 света с помощью конденсатора 2 формируется в плоскости СД 3, расположенной в фокальной плоскости коллимационного объектива 4, Световой пучок, исходящий из СД 3 и заполняющий аперту. ру коллимационного объектива 4, проходит далее в виде коллимированного пучка и падает на светоделительное покрытие клина

5, где делится на две части. Далее часть его, прошедшая через клин, падает в виде коллимированного пучка на АК-зеркало и, отразившись от него, возвращается на светоделительне покрытие, где снова делится на две части. Часть пучка, прошедшая через

55 светоделительное покрытие и объектив 4, образует в фокальной плоскости, где расположена кромка визуализирующей диафрагмы, изображение СД первого порядка.

Вторая часть пучка, отраженная от зеркальной поверхности светоделительного покрытия в сторону АК-зеркала, в виде коллимированного пучка, составляющего малый угол с распространяющимся в том же направлении первым пучком, падает на АКзеркало и после отражения от него возвращается на светоделительное покрытие и т.д. При этом после каждого последующего падения коллимированного пучка на светоделительное покрытие часть света проходит через него и далее через обьектив 4, образуя в его фокальной плоскости ряд изображений СД с последовательно убывающей яркостью. Каждое N-фе изображение СД образуется световым пучком 2N раз прошедшим через исследуемый объем, и каждое соответствующее теневое изображение, которое может быть ими образовано, отличается по контрасту визуализируемых неоднородностей от аналогичных изображений, которые могут быть образованы пучками, прошедшими через исследуемый объем иное число раз.

Яркость каждого теневого иэображения (в фоновой его части), образованного от пучка следующего порядка, ниже предыдущего в К= р р1 т rgp раз за счет уменьшения яркости светового пучка при отражении от светоделительного покрытия с коэффициентом отражения р и от АК-зеркала с коэффициентом отражения р1, а также из-за поглощения в клине с коэффициентом пропускания т и в исследуемой среде, находящейся между клином и АК-зеркалом с коэффициентом пропускания z

Образованные в фокальной плоскости объектива 4 раздельно расположенные изображения СД находятся на расстояниях друг от друга, определяемых величиной угла а клина 5. С уменьшением а и""-ображения сближаются. При этом теневое устройство приобретает большую разрешающую способность, приближающуюся к максимально возможной. Поэтому оптимальным значением угла а является такая наименьшая его величина, при которой при любом положении визуализирующей диафрагмы относительно изображения СД

N-го порядка в теневом изображении не присутствует излучение от N-1-го и N+1-ro пучков. Для реали-ации в устройстве максимальной разрешающей способности проекция d ширины зеркального участка визуализирующей диафрагмы на фокаль1695186 теневого изображения при увеличении К на единицу и определяется достаточностью уровня освещенности для работы со светопреобразователем, который сочленяется с предложенным устройством или для визуального наблюдения, Составитель B. Варнавский

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор M. Келемеш

Заказ 4157 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ную плоскость объектива 4 должна быть выбрана минимальной, равной размеру изображения СД. При этом зеркальный рабочий участок визуализирующей диафрагмы в форме полоски расположен вдоль ее рабочей 5 кромки, на остальной части поверхности визуализирующей диафрагмы наносится черное матовое покрытие, Величина угла а клина при таких требованиях определена выражением 10

) CI а, и где f — фокусное расстояние объектива 4; и — показатель преломления стекла клина, 15

Грань клина, обращенная к АК-зеркалу, параллельна плоскости зеркала, чтобы при изменении среднего показателя преломления исследуемой среды, которая располагается между клином и АК-зеркалом, не 20 происходило бы изменение режима работы устройства за счет смещения изображения

СД относительно кромки визуализирующей диафрагмы.

Коэффициент отражения светодели- 25 тельного покрытия рассчитывается с учетом требования получения максимального светового потока в N-м пучке.

Для образования теневой картины используется оптимально выбранный пучок 30 световых лучей, выделенный из ряда пучков, образованных клином 5 с полупрозрачным покрытием, Этот пучок имеет повышенный контраст в изображении неоднородностей за счет многократного про- 35 хождения света через исследуемый объем и, следовательно, повышенную чувствительность по сравнению с пучком 1-го порядка.

Выбор конкретного N-ro пучка связан с учетом суьцественного убывания освещенности 40

Формула изобретения

Теневое устройство, содержащее источник света и расположенные по ходу его лучз конденсатор, световую диафрагму, коллимационный объектив, автоколлимационное зеркало, визуализирующую диафрагму и проекционный объектив, е i л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него дополнительно введен оптический клин, расположенный между коллимационным объективом и автоколлимационным зеркалом так, что ребро клина параллельно рабочей кромке визуализирующей диафрагмы, одна грань клина обращена к автоколлимацибнному зеркалу и параллельна этому зеркалу, а на другой грани нанесено светоделительное покрытие с коэффициентом отражения в рабочей области спектра p = 0,06, отражающий участок поверхности визуализирующей диафрагмы в виде полоски расположен вдоль ее рабочей кромки, на остальной части поверхности нанесено черное матовое покрытие, угол клина выбран в соответствии с соотношениCl ем а = — „, где d — проекция ширины отп.т ражающего участка визуализирующей диафрагмы на фокальную плоскость коллимациочного объектива, равная ширине изображения световой диафрагмы, фокусное расстояние коллимационного объектива; и — показатег. ь преломления материала клина.