Устройство для исследования прозрачных неоднородностей

Патент 873000

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Coio3 Советсини

Соцнапнстнчесинк

Рвспубпни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОУС399МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1873000 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-вувЂ” (22) Заявлено 07. 12 ° 79 (21) 2848814/40-23 с присоедниеииемзаявкн М/ (23) Приоритет -" (5})М. Кл.

G 0l И 9/00//

6 01 И 21/46 фжударстюпвй квинтет

CCCP ю лелем вэабретений н втеритвй

Опубликовано 15,10.81. бюллетень %38 (53) ДК 535. 853. . ЗЗ (088. 8) Дата опублмования описания 17.10.81 (72) Авторы изобретения

В.Н. Отменников и Е.И. Потехин (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к измеритель« ной технике, в частности к устройствам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах, и может быть использовано при изучении газодинамических и аэрофизических процессов, явлений акустики, горения и взрыва и т.д.

Известно: устройство для качест. венных исследований прозрачных неоднородностей, содержащее последовательно расположенные вдоль оптичес- кой оси коллиматор, состоящий из ис-. точника света, конденсора, осветительной диафрагмы с щелевым отверс» тием объектива, совмещенного своей .передней фокапьной плоскостью с осветительной диафрагмой, приемную часть, состоящую из второго объекти-. ва, визуализирующей диафрагвва - ножа

Фуко, расположенной в плоскости изображения второго объектива и регистратор теневой картины $1).

Недостатком этого устройства является то, что оно реагирует только на смещение изображения щели в направп .нии, перпендикулярном кромке но-. жа, поэтому нож ориентируют так, что с максимальной чувствительностью фиксируются те детали исследуемого объекта, которые представляют наибольший интерес. Однако не всегда возможно осуществить оптимальную ориентацию ножа, так как исследуемая неоднородность является неизвестным объектом.

Известно устройство для исследования прозрачных неоднородностей, содержащее последовательно распо-. ложенные вдоль оптической оси колли- матор, состоящий из источника света, конденсора, осветительной диафрагмы с круговым отверстием, объектива, совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветительной диае " фрагмой, приемную часть, состоящую из второго объектива. визуализирую5

3 87 щей диафрагмы с круговым ножом, расположенной в плоскости изображения второго объектива соосно с ним, и регистратор теневой картины. Эта устройство с одинаковой чувствительностью реагирует на отклонение световых лучей вне зависимости от их направления !.2 ).

Однако в данном устройстве имеет место неоднозначность между изменением освещенности.и направлением отклонения, а это, в свою очередь, не позволяет определить направление ,/ градиентов плотности.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров неоднородности путем одновременной регистрации теневых картин с различной исходной настройкой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования прозрачных неоднородностей снабжено двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными экранами и двумя взаимно перпендикулярными ножами Фуко, расположенными в плоскости визуализирующей- диафрагмы с круговым ножом вдоль сторон квадрата, центр симметрии которого совпадает с оптической осью, четырьмя оптическими клиньями, расположенными за прямоугольными экранами и ножами Фуко и обращенными вершинами к оптической оси, а осветительная диафрагма выполнена с четырьмя дополнительными попарно перпендикулярными щелями, расположенными симметрично относительно кругового отверстия.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси коллиматор, состоящий из источника света 1, конденсора 2, ., ) осветительной диафрагмы 3 с круговым отверстием 4 и четырьмя попарно перпендикулярными щелями 5 8 объектива 9, совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветитель" ной диафрагмой 3, приемную часть, состоящую из объектива 10 визуализирующей диафрагмы, расположенной в плоскости изображения объектива 9 соосно с ним, оптические клинья 11

l4 и регистратор. При этом попарно

: перпендикулярные щели 5-8 расположе.ны симметрично относительно кругового.отверстия 4; визуализирующая

3000 4 диафрагма содержит расположенные в одной плоскости круговой нож 15, два взаимно перпендикулярных прямоугольных, экрана 16 и 17 и два взаимно перпендикулярных ножа Фуко 18 и 19; оптическая ось устройства перпендикулярна плоскости визуализирующей диафрагмы и проходит через центр кругового ножа 15 прямоугольные экраны 16 и 17 н ножи Фуко 18 и 19 расположены вдоль сторон квадрата, центр симметрии которого совпадает с оптической осью устройства оптиУ ческие клинья 11-14 расположены за прямоугольными экранами 16 и 17 и нажамн Фуко 18 и 19 и обращены вершинами к оптической оси;регистратор содержит объектив 20 и экран 21 °

Устройство работает следующим образом.

Источник света с помощью конденсора 2 освещает отверстия 4-8 осветительной диафрагмы 3, расположенной в фокал ной плоскости. объектива коллиматора. Из коллнматора выходят параллельные пучки света наклоненные к оптической оси под углом ф„ = Ф1.1Я, где h вЂ” расстояние от соответствующего отверстия 5-8 осветительной диафрагмы до оси f вЂ” фокусное расстояние объектива 9. Эти параллельные пучки света просвечивают неоднородность 22 и попадают в объектив 10 приемной части. В плоскости изображения объектива 10 изображения отверстий 4-8 осветительной диафрагмы 3 зкранируются соответствукнцими экранами 15- 17 и ножами Фуко !8 и 19 визуализирующей диафрагмы. Световые пучки после каждого элемента визуализирующей диафрагмы разводятся с помощью оптических клиньев 11-14 и образуют на экране 21 пять раздельных теневых картин 23-27 исследуемой неоднородности 22. Действие неоднородности 22 вызывает сдвиг иэображений отверстий

4-8 осветительной диафрагмы 3 относительно элементов 15-19 визуализирующей диафрагмы, что приводит к иэменению освещенности в изображениях теневых картин 23-27 неоднородности

22 на экране 21. Поскольку форма и ориентация элементов визуализирующей диафрагмы различна, то каждая из полученных картин 23-27 имеет различное соотношение чувствительностей и диапазона измерений по направлениям, что обеспечивает оптимальные

873000

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9915/63 7ираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", r; Ужгород, ул. Проектная, 4

:условия для измерений в различных

I участках теневой картины, отличающихся величиной и направлением градиента плотности исследуемой среды, и позволяет уверенно интерпретировать результаты эксперимента. Пределы соотношения сторон прямоугольных .целей 5-8 устанавливаются от

I,l до 1:10, что обеспечивает изменение чувствительности.:от 1!1 до

1:100, а это позволяет регистрировать различные по величине и направлению градиенты плотности газовых потоков: от слабых возмущений типа волн Маха до сильных ударных волн типа головного скачка уплотнения.

Геометрические размеры диафрагм, расстояния между ними и исходная настройка определяются как обычно в теневых методах характеристиками . 2О прибора, требуемым диапазоном измеренцй:и параметрами изучаемых процессов.

Применение изобретения наиболее эффективно при проведении исследований взрывных быстропротекающих нестационарных процессов, когда вся необходимая информация должна быть получена в один момент времени, а повторить эксперимент невозможно. устройство для исследования прозрачных неоднородностей, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси коллиматор, состоящий из источника света, конденсо6 ра, осветительной диафрагмы с круговым отверстием, объектива, совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветительной диафрагмой, приемную часть, состоящую из второго объектива, визуализирующей диафрагмы, с круговым ножом, расположенной в плоскости изображения второго объектива со0сН0 с.ним, и регистратор,теневой картины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров неоднородности путем одновременной регистрации теневых картин с различной исходной настрдйкой, оио снабжено двумя взаимно перпенцикулярными прямоугольными экранами и двумя взаимно перпендикулярными ножами Фуко, расположенными в плоскости виэуализирующей диафрагмы с круговым ножом вдоль сторон квадрата, центр симметрии которого совпадает с оптической осью, четырьмя оптическими клиньями, расположенными за прямоугольными экранами и . ножами Фуко и обращенными вершинами к оптической оси, а осветительная диафрагма выполнена с четырьмя дополнительными попарно перпендикулярными щелями, расположеннымн симметрично. относительно кругового отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Васильев Л.А. Теневые методы.

N. "Наука", )968, с.)8 19.150.

2. Холдер Д., Норт P..Òåìåÿûå методы в аэродинамике, И., "Мир", 1966, с.09 (прототип).