Многоцветная линейная визуализирующаядиафрагма

Многоцветная линейная визуализирующаядиафрагма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оll ИСАHИЕ азова

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Сацмаяистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зан влено l б. 0 7. 79 (21) 2794880/ ) 8-25 с присоединением заявки Ж (51) М. Кл.

G 0) N 2)/45

Гаоударотввнный комитет (23) 11риоритет— оо делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.05.8) Бюллетень ¹ )8

Дата опубликования описания 15. 05. 81 (5з) llK 535. 322..4 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Д. Саламандра (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт им. Г. M. Кржижановского (54) МНОГОЦВЕТНАЯ ЛИНЕЙНАЯ ВИЗУАЛИЗИРУ)ОКАЯ

ДИАФРАГМА

Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к приборам, визуализирующим прозрачные неоднородности, и может быть исполь— зовано при исследовании взрывных процессов, изучении обтекания тел сверхзвуковым потоком и т.п.

Известна многоцветная визуализи— рующая диафрагма, выполненная из плотно прилегающих друг к другу одинаковых по размерам прямоугольных фильтров контрастирующих цветов. В отсутствии объекта исследования ее устанавливают в фокальной плоскости приемной части теневого прибора так, что изображение щелевой осветительной диафрагмы совмещается с одним из фильтров визуализирующей диафрагмы.

Плоскость изображения окрашивается в цвет этого фильтра, Лучи света, отклоненные в объекте исследования, строят изображение осветительной диафрагмы на других фильтрах, что влечет за собой появление в плоскости изображения цветов, отличных от фона.

По цвету каждой точки изображения судят о величине составляющей углового отклонения света в направлении, перпендикулярном боковым кромкам визуализирующей диафрагмы (1).

Недостатком этой диафрагмы является то, что она не обеспечивает высокую чувствительность теневого грибора, которая лимитируется шириной

1О элементов диафрагмы. Поскольку каждыи из ее элементов изотропен, смещение изображения осветительной диафрагмы в пределах одного элемента не вызывает никаких изменений в изобра15 жении объекта исследования. Кроме того, невозможно увеличить диапазон измерения прибора ври сохранении чувствительности. Увеличение диапазона измерения за счет увеличения ши20 рины элементов диафрагмы сопровождается уменьшением чувствительности.

Наиболее близким техническим ре- шением к изобретению является мноЗО199 4 женность теда свечения большинства серийно выпускаемых мощных источников света (ксеновых ламп) не превосходит нескольких миллиметров, что затрудняет их использование.

Цель изобретения — расширение класса объектов исследования.

Поставленная цель достигается тем, что в многоцветной линейной визуализирующей диафрагме теневого прибора, состоящей из центрального и расположенных симметрично относительно него боковых элементов разнык цветовых тонов, .боковые элементы каждого цветового тона являются анизотропными в направлении от оси симметрии диафрагмы к боковым элементам и состоят из двух частей, одна из которых имеет монотонно изменяющийся коэффициент пропускания, а другая — монотонно изменяющуюся чистоту цвета.

На фиг.1 представлена визуализирующая диафрагма и изображение осветительной диафрагмы, построенное неотклоненными лучами; на фиг.2 - два анизотропных элемента одного цветового тона.

Анизотропные элементы — 12 визуализирующей диафрагмы (фиг.1) распо5

30 ложены по обе стороны от иэотропного элемента 13, с которым совмещено изображение осветительной диафрагмы

14.

Анизотропный элемент !5 с моногонно изменяющимся коэффициентом пропускания выполнен в виде плоскопараллельной пластины, состоящей из трех дета35 лей: клина 1б из поглощающего материала (например, НС-10), клина 17 из бесцветного оптического стекла и плоскопараллельной пластинки 18 за40 данного цветового тона. Поглощение света является функцией расстояния от концов клина 16 из поглощающего материала. Цветовой тон элемента определяется цветовым тоном плоскопаоаллельной пластинки 18.

Клин 19 из бесцветного стекла и

45 клин 20 из цветного оптического стек50 ла того же цветового тона, что и пластинка 18, составляют элемент 21.

Чистота цвета элемента 21 изменяется в направлении, перпендикулярном его боковым кромкам, в "соответствии с изменением расстояния от концов клина 20, Визуализирующая диафрагма работает следующим образом.

3 8 гоцветная визуапизирующая диафрагма теневого прибора, содержащая центральную фигуру прямоугольной формы шириной не более 1/6-1/4 ширины боковых фигур (элементов) примыкающих к ней и друг к другу параллельными сторонами и ограниченных по высоте по заданному закону с одной стороны от центральной фигуры бесцветным экраном,а с другой — непрозрачным экраном. Многоцветная визуализирующая диафрагма используется в сочетании с осветительной диафрагмой, высота изображения которой превышает наибольшую высоту цветных фигур.

До -.eõ пор, пока исследуемая среда однородна, плоскость изображения окрашена в цвет центральной фигуры визуализирующей диафрагмы. Лучи света отклоненные в неоднородности, строят смещенное относительно центральной фигуры изображение осветительной диафрагмы. Смещение изображения осветительной диафрагмы в направлении перпендикулярном боковым кромкам в пределах фигур, высота которых ограничена непрозрачным экраном, сопровождается изменением яркости изобра-. жения. Смещение изображения осветительной диафрагмы в пределах фигур, высота которых ограничена бесцветным экраном, сопровождается изменением чистоты цвета. Цветовой тон изменяет-. ся при выходе изображения .осветительной диафрагмы за пределы каждой фигуры (2).

Недостаток данной визуализирующей диафрагмы состоит в том, что с ее помощью можно получить информацию о составляющей угла отклонения света в объектах исследования, отклоняющих лучи света главным образом в одном направлении. Это связано с тем, что диафрагма может работать только в сочетании с источником света, высота которого превосходит максимальную высоту ее цветных фигур. Чем сложнее объект исследования (чем в больших направлениях отклоняется свет в объекте исследования), тем протяженнее должен быть источник света. Увеличение же высоты источника света приводит к увеличению аберраций оптической системы, что снижает качество изображения.

Жесткие требования к высоте тела свечения накладывают ограничение на источники света, которые могут быть использованы при съемке. Протя10

Многоцветная линейная визуализирующая диафрагма теневого прибора состоящая из центрального и расположенных симметрично относительна него боковых элементов разных цветовых тонов, отличающаяся тем, что, с целью расширения класса объектов исследования, боковые элементы каждого цветового тона являются анизотропными в направлении от оси симметрии диафрагмы к боковым элементам и состоят из двух, частей, одна из которых имеет монотонно изменяющийся коэффициент пропускания, а другая — монотонно изменяющуюся чистоту цвета.

5 830 l

Ее устанавливают в фокальной плос- кости теневого прибора так, чтобы изображение осветительной диафрагмы, построенное неотклоненными лучами, совместилось с изотропным

5 элементом 13. Плоскость изображения окрашивается в цветовой тон фильтра изотропного элемента.

Лучи света, отклоненные в объекте исследования, строят изображение осветительной диафрагмы за пределами изотропного элемента визуализирующей диафрагмы.

При попадании его на один из элементов 1, 3, 5, 8, 10, 12 смещение изображения осветительной диафрагмы в пределах одного элемента сопровож-: дается изменением яркости в изображении обьекта исследования.

Смещение изображения осветительной 20 диафрагмы в пределах элементов. 2, 4, 6, 7, 9, 11 сопровождается изменением чистоты цвета.

Когда изображение осветительной

° диафрагмы смещается на элементы дру- ZS гого цветового тона, в изображении объекта исследования изменяется цветовой тон.

Таким образом, при использовании данной визуализирующей диафрагмы gp составляющая углового отклонения света в объекте исследования в направлении, перпендикулярном боковым кромкам ее элементов,-кодируется цветовым тоном, чистотой цвета и яркостью.

Визуализирующая диафрагма позволяет расширить класс объектов, которые могут быть исследованы, и класс источников света, которые могут использоваться при съемке. 40

Исследование данной визуализирующей диафрагмы позволяет получить информацию не только о составляющей отклонения .света в обьекте иссле99 6 зовать при съемке "точечный" источник света. Менее жесткие требования к протяженности источника света позволяют расширить тип источников света, пригодных для проведения съемки.

Оказывается возможным использование как серийно выпускаемых ксеноновых и ртутных ламп высокого давления непрерывного свечения, так и шаровых импульсных ламп, тело свечения которых составляет несколько миллиметров..

Уменьшение протяженности тела свечения не сказывается на чувствительности теневого прибора, в котором используется визуализирующая диафрагма с анизотропными элементами, так как чувствительность зависит от закона, по которому изменяются свойства элементов (коэффициент прозрачности, чистота цвета). Качество же изображения улучшается за счет уменьшения аберрации оптической системы прибора.

Формула изобретения

S0 дования, отклоняющем лучи света преимущественно в одном направлении, но и в обьектах исследования, отклоняющих свет в нескольких направлениях. Это расширяет класс обьектов, который может быть изучен, Применение визуализирующей диафрагмы с анизотропными элементами позволяет не только уменьшить высоту щелевого источника света, но исполь-.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Саламандра Г. Д. Фотографические методы исследования быстропротекающих процессов. М., "Наука", 1974, с.28.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2634597, кл. G 02 В 27/38, 1978 (прототип).

8 30! 99 рие. 1 гг

Составитель Н. Клевцова

Редактор Л. Копецкая Техред M.Голинка Корректор В. Вутяга

Заказ 5285 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4