Способ измерения размеров прозрачныхкапель

Способ измерения размеров прозрачныхкапель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республим (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04.79 (21) 2748828/18-25 (51)M KJ1.

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Ио (23) Приоритет

G 01 N 21/59

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 535.242 (088.8)

Опубликовано 3006.81 Бюллетень Йо 24

Дата опубликования описания 30. 06 . 81

В(, Р(,")

Э.Э. Маркович, В.В. Гугучкин и А.A. Палладнвв 1.;-;-E"

Йй .Е

:I

FXHHl !

Гн ", tf pg (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Краснодарский политехнический институт (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРОЗРАЧНЫХ

КАПЕЛЬ

Изобретение относится к оптическим способам измерения, а именно к фотографированию летящих капель в газовом потоке.

Известны оптические способы измерений мелкости распыливания, основанные на использовании явлений рассеивания, отражения, преломления, поглощения, интерференции и дифракции 10 при помощи прохождения светового луча через струю распыленного топлива (1(.

Однако способы не позволяют точно замерять размеры капель, зависят от многих факторов при измерении и не дают картину распределения капель по размерам в газовом потоке. Нечеткое изображение большинства капель на микрофотографиях затрудняет ведение автоматического подсчета и сильно увеличивает трудоемкость методов анализа размеров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения размеров прозрачных капель, при котором направляют свет от источника через образец на светоприемник и осуществляют съемку капель, Этим способом можно получить только одну микрофотографию за одну съемку. ЗО

Для получения нескольких микрофотографий производят съемку на пленку, движущуюся в .направлении полета капель, при серии вспышек мощного разрядника с определенной заранее заданной частотой 21.

Недостатком этого способа является малая точность измерения размеров капель. Капли, расположенные вне плоскости наводки, на микрофотографии получаются расплывчатыми, причем масштаб их иэображения изменяется по мере удаления от объектива.

Небольшое количество измеряемых капель вследствие попадания в объектив ограниченного участка струи приводит к необходимости получения большого количества микрофотографий. Внутри струи трудно получить надежные снимки капель, а введение внутрь нее объектива или другого устройства вызывает ее возмущение, что нарушает действительную картину распределения капель в этом месте.

Цель. изобретения — увеличение точности измерения размеров капель в газовом потоке.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения размеров прозрачных капель, при осуществлении

842509!

При этом устанавливают два источника направленного света так, чтобы. слабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот.

Кроме того, углы освещения к оси о светоприемника выбирают от 40 до 60 .

На фиг. 1 дана схема прохождения лучей через каплю> на фиг. 2 — зависимость отношения расстояния между серединами бликов к диаметру капли от угла падения света.

Способ осуществляется следующим образом.

В предлагаемом способе фотографирования капель выбор положения 25 освет-1телей играет первостепенную роль. При освещении капель во время фотографирования в систему светоприемника, например в оптическую систему фотоаппарата, попадают блики от капли как отраженные, так и преломленные и на фотографии получаются комбинации бликов, по которым трудно определить размеры капли. Это вызывается тем, что капля не представляет собой однородный шарик, отражающий. свет, а прозрачную среду, обладающую свойством преломлять световые лучи.

Для обработки методики фотографирования с целью нахождения Оптимального положения осветителей проводят специальную серию опытов, при которых фотографируют отдельную висящую каплю при разных положениях осветителей и выясняют, что при всех положениях капля светится.не вся целиком. Отдельные блики с размерами, гораздо меньшими размеров капли,при движении ее оставляют светлые полосы, по ширине которых нельзя судить о размере капли.

Свет, падающий на прозрачную каплю.в диапазоне углов от 40 до

60, частично отражается и в месте, Откуда Он Отражается в Объектив Фото- 55 аппарата, на фотографии получается блик отражения. Преломленный свет проходит сквозь каплю, преломляется вторично и выходит в воздух в том месте, откуда выходящий преломленный свет попадает в объектив, и на фотографии получается блик преломления.

В большей части диапазона углов попадания света блик преломления гораздо интенсивнее блика отражения, так как большая часть света не

1. Способ измерения размеров

60 прозрачных капель, при осуществлении которого направляют свет от источника через образец на светоприемник, осуществляют съемку капли, отличающийся тем, что, 65 с целью увеличения точности измекоторого направляют свет от источника через образец на светоприемник, осуществляют съемку капли, угол между падающим светом от источника и осью светоприемника выбирают так, чтобы на изображении капли получилось два блика, размеры которых. меньше диаметра капли, и по расстоянию между центрами этих бликов определяют диаметр капли. отражается от капли, а проходит .сквозь нее.

Кроме бликов отражения и преломления, появляются более слабые блики, порожденные многократным отра>кением и преломлением, но они практически не видны на фотографиях, поэтому о размере капли можно судить по расстоянию между серединами бликов, которые оставляют светлые полосы »а фотографиях.

Таким образом, угол между источником и светоприемником выбирается таким, что на изображении капли по- . лучаются два блика: отражения и преломления. Расположение бликов видно. из схемы прохождения лучей через каплю (фиг.1) . Расстояние 6 между серединами бликов зависит от угла 1>. между источником и светоприемником.

Из зависимости отношения расстояния

6 между серединами бликов к диаметру dk капли от угла у падения света (фиг.2) видно, что оптимальный угол падения света близок к 45С и в диапазоне углов 40-60 расстояние между бликами слабо зависит От угла, п>;>и этом указанное расстояние состав.ляет 0,92 dk.

Так как яркость блика преломления меньше блика отражения при угле падения света 45,, то для облегчения идентификации и обработки изоб- ражений капель на фотоматериалах дополнительно ставится второй источник света, расположенный симметрично первому относительно оптической оси светоприемника.

Вследствие этого блики отражения первого источника совмещаются с бликами преломления второго и наоборот. Таким образом, на фото-. изображении имеем всего два блика одинаковой яркости, расстояние между которыми однозначно характеризует диаметр капли.

Использование предлагаемого способа позволяет более точно вести исследования распыливания жидкостей и горючего в форсунках двигателей и тем самым определять правильный их расход, а также более точно изучать процессы, происходящие при срыве и дроблении пленки жидкости газовым потоком в теплообменниках, массообме»ных аппаратах и газожидкостных сепараторах.

Формула изобретения

842509

1

Кн

Составитель С. Соколова

Редактор Т. Мермелштайн Техред A.À÷ Корректор М. Пожо

Заказ 5056/45

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 рения размеров капель в газовом потоке, угол между падающим светом от .источника и осью светоприемника выбирают так, чтобы на изображении капли получилось два блика, размеры которых меньше диаметра капли, и по расстоянию между центрами этих ,бликов определяют диаметр капли. 2. Способ по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что устанавливают два источника направленного света так, чтобы слабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что углы освещения к оси светоприемника выбирают от 40 до 60 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 387265, кл. G 01 и 15/02, 1969.

2. Лыловский A.Ñ. Распыливание топлива в судовых дизелях. — "Судостроение". Л., 1971, с. 11 (прототип).