Устройство для получения цветных теплеровских изображений

Устройство для получения цветных теплеровских изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

тайте) >:.:":- .. библиотека ЬГ. - .

ОПИСАНИЕ ()52 g»

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено12.03.75 (21) 2112300/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25. 08.76.Бюллетень №31 (45) Дата опубликования описания 17.06.77 (51) М. Кл.е

G 02 B 27/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК535.8.082.

532 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. l1 Саламандра и Н. М. Вентцель

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. N. Кржижановского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ

ТЕПЛЕ РОВС КИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится к.приборам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах, использующим, в частности, теневой метод.

Известна схема Теплера, которая является одной из наиболее распространенных схем, позволяющих визуализировать оптические неоднородности прозрачной среды. Эта оптическая схема включает в себя осветительную часть (коллиматор) с диафрагмой N и приемную часть, содержащую визуализируюший нож Фуко. (11. Теплеровская картина неоднородной среды представляет собой совокупность зон, освещенность которых отличается от освещенности основного фона, 1а соответствующего оптически однородной среде. Схема Теплера позволяет получить информацию о величине градиентов показателя преломления среды только в направлении, перпендикулярном к кромке ножа Фуко. Для 20 того, чтобы оценить величину градиентов в любом направлении, необходимо вести съемку при различной ориентации ножа Фуко. Это не только усложняет проведение измерений, но и затрудняет, а в некоторых случаях, при 25 изучении нестационарных процессов, делает невозможным получение количественных данных. Специфика теплеровской картины обусловливает некоторые трудности, возникающие при ее расшифровке. Так, при исследовании сложных нестационарных процессов, сопровождающихся взаимодействием областей разрежения с волнами сжатия, трудно определить границы взаимодействук)щих зон, поскольку возмущения разного знака, распространяк щиеся в противоположных направлениях, регистрируются зонами одинаковой освещенности. Возникают затруднения и при расшифроя ке процессов, идущих вблизи границы непрозрачного тела, когда темная область изображения неоднородности расположена вблизи границы тела. Эти трудности легко преодолеваются при переходе к цветным изображениям, reM более, что в этом случае при использовании некоторьх схем при одном просвечивании можно определить градиенты показателя преломления в нескольких направлениях.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство для получения цветных теневых изображений, содержащее осветитель525911

Устройство работает следующим образом.

Конденсор 2 создает изображение источника света 1 в плосхости диафрагмы 3, выреэаюшей из него равномерно освещенный участок, играющий роль источника света oIIтической системы. Объектив 4 создает параллельный пучок света, который собирается объективом 5 в его фокальной плоскости, где получается иэображение источника света.

Визуалиэируюшая диафрагма 6 установлена в той же плоскости так, что ее центральная чать совпадает с иэображением источника света. Если среда в области между объек» тивами 4 и 5 однородна, то плоскость изобI ажения освещена равномерно и окрашена в соответствии с цветом центральной фигуры визуализируюшей диафрагмы. В случае, когда между объективами 4 и 5 имеется оптическая неоднородность, пуч счета, проходящий через нее, отклоняется. Пучок лучей света, вышедших из неоднородности под определенным углом, создает изображение источника света, смещенное относительно центральной фигуры визуапизирующей диафрагмы.

При этом цвет и яркость изображения областей неоднородности, через которь е прошли лучи, отклонившиеся на данный угол, зависит от того, на какую часть визуапизируюшей диафрагмы попадает изображение источника, созданное отклоненными лучами. Таким образом, изображения областей неоднородности, отклонивших лучи света на разные углы, отличаются по цвету и яркости.

Предлагаемое устройство имеет широкий рабочий диапазон, так как его величина опре депяется длиной фотометрических клиньев, которая может составлять несколько десятков миллиметров, т.е. в десятки раз превышать диапазон известных ранее устройств.

Улучшение качества изображения достигается благодаря тому, что дифракция на границе, разделяющей области различных цветов, значительно слабее, чем дифракция íà границе непрозрачного эхрана. Разный цвет фотометричесхих клиньев позволяет одновременно выявлять величину и направление градиентов показателя преломления

На фиг. 1. представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - визуализирую-50 шая диафрагма.

Устройство содержит источних света 1, хонденсор 2, осветительную диафрагму 3, два объектива 4 и 5, визуализируюшую диафрагму 6 и съемочную хамеру 7. Визуали- М зируюшая диафрагма выполнена в виде нескольких, например шести, разноцветных фотометрических клиньев 8, расположенных вокруг фигуры 9 с постоянным коэффициентом пропускания. 60 ную часть и приемную частьс визуализируюшей диафрагмой (2 . Диафрагма осветительной части представляет собой четыре щели, расположенные взаимно перпендикулярно и снабженные фильтрами контрастирующих цветов. 5

Визуализирующая диафрагма выполнена в виде двух непрозрачных пластин, каждая из которых имеет две взаимно перпендихулярные острые кромки, играющие роль ножей Фуко.

Пластины расположены тах, что каждая из 10 этих кромок параллельна изображению соответствующей щели. В отсутствие оптической неоднородности ппастиныполностьюпе рекрывают изображения щелей. При отклонении лучей оптической неоднородностью в 15 одном из четырех выбранных направлений, соответствующих ориентации щелей, соответствующие области изображения неоднородности окрашиваются в один из четырех цветов. 20

Недостатком такого устройства является то, что изображение областей неоднородности, GTKJIQHKloILèõ свет в промежуточных направлениях, охрашено в смешанные цвета.

Это ухудшает контраст изображения и вносит неизотропность в изображение неоднородности. Кроме того, рабочий диапазон устройства невелик, поскольку он зависит от ширины соответствующей щели. Увеличение же ширины щели приводит к уменьшению чувствительности схемы.

Цель изобретения — расширить рабочий диапазон устройства при сохранении чувст вительности, повысить контраст изображения и обеспечить изотропность визуализации.

Это достигается тем, что виэуалиэирующая диафрагма выполнена в виде круга, различные сектора которого представляют собой фотометрические клинья контрастирующих цветов с монотонно изменяющимся по радиусу коэффициентом пропускания, а в центре диафрагмы имеется фигура в виде круга с постоянным коэффициентом пропускания, по

45 площади равная изображению источника света.

Формула изобретения

Устройство для получения цветных теплеровских изображений, содержащее осветительную часть и приемную часть с визуализируюшей диафрагмой, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона при сохранении чувствительности, повышения контраста иэображения и обеспечения изотропности визуализации, визуализирук шая диафрагма выполнена в виде круга, раз525911

Составитель Н. Решетников

Техред М. Левицкая Корректор С. »лдижар

Редактор О. Стенина

Заказ 860/21 Тираж 654 Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113025, Москва, Ж-25, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 личные сектора которого представляют собой фотометрические клинья контрастируюших цветов с монотонно изменяющимся по радиусу коэффициентом пропускания, а в центре диафрагмы имеется фигура в виде круга с посто- к янным коэффициентом пропускания, по площади равная изображению источника света.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Васильев Л. А. Теневые методы, М., 1968, с. 19-20.

2. Авторское свидетельство СССР

М 449285, М. Кл. Q 01 И 21/20 от

01. 1 1.71,