Многоцветная визуализирующая диафрагма (варианты)

Многоцветная визуализирующая диафрагма (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соввтсиик

Социалистически к

Рвсну6нин ()873052

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Занвлеио 07.01.80 (21) 2873803/18-25. (5! )М. Кл. с присоединением заявки № С Ol N 21/45

Ввел®рст ® квнвтвт

CCCP вв аман взеврвтеквй и етсрытвй

1 (23) Приоритет

Опубликовано .15.10.81. бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15. 10.81 (53) УДК 535.322, .4(088.8) Г. д. Саламандра и н. К. Н да

1/

Государственный научно-исследовательский энерге ический институт им. Г. M. ЕржюканаВского (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОЦВЕТНАЯ ВИЗУАЛИЗИРУЮЩАЯ

ДИАФРАГМА (ВАРИАНТЫ) 1

Изобретение относится к приборам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах теГ невым методом и может быть исполь-.. зовано при изучении обтекания тел . высокотемпературным газовым потоком, исследовании взрывных процессов, изучении взаимодействия сильных удар" ных волн и т.п.

Известна визуалиэирующая диафрагма, выполненная в виде плотно при-. !

О легающих друг к другу прямоугольных фильтров контрастирующих цвй тов 1).

Наиболее близким техническим рршением к предлагаемому является диаф:.

15 рагма, выполненная в виде круга, раз.личные сектора которого представляют собой фотометрические клинья контрастирующих цветовых тонов с монотонно изменяющимся по радиусу коэффици20 ентом пропускания. В центре диафраг" мы имеется фигура в виде круга с постоянным коэффициентом пропускания.по площади равная изображению круглой осветительной диафрагмы, в сочетании с которой используется визуализирующая диафрагма(21.

Визуализирующую диафрагму устанавливают в фокальной плоскости объектива приемной, части теневого прибора.

Она работает следующим образом.

До тех пор, пока исследуемая среда однородна, плоскость изображения окрашивается в цвет фильтра центральной фигуры визуализирующей диаф-рагмы, с которой совмещено изображение источника света. Появление в поле зрения прозрачной неоднородности приводит к отклонению проходящих через нее лучей. Пучок лучей света, вышедших из неоднородности под определенным углом, строит изображение источника света, смещенное относительно центральной фигуры визуализи рующей диафрагмы. При этом цветовой тон и яркость изображения областей

873052 неоднородности, через которые проходят лучи, зависит от того, йа какую часть визуализирующей диафрагмы попадает изображение источника света, построенное отклоненными лучами. Таким образом, цветовой тон характеризует направление отклонения лучей, яркость — величину углового отклонения.

Чувствительность схемы при использовании визуализирующей диафрагмы с изменяющимся по радиусу коэффициен том пропускания зависит от закона, по которому ослабляется световой поток, проходящий через нее. Последний определяется формой поверхностей вращения, используемых для создания фотометрического клина, и характеристикой поглощающего материала. Обычно кольцевой фотометрический клин из- 0 готовляют из склеенных между собой плоско-вогнутой и плоско-выпуклой линз из поглощающего и.бесцветного стекол. {Создание двух полированных деталей с идеально прилегающими друг к другу криволинейными поверхностями, отличными от сферических, не только значительно сложнее, но и требует специального оборудования). В фотометрическом клине, образованном сфери30 ческими поверхностями радиуса Й0 изменение толщины поглощающего слоя по радиусу r задается выражением : Q=Oо+Ко- со- где .aо - минимальная толщина погло35 щающего слоя.

Чувствительность теневого прибора при использовании визуализируннцей диафрагмы с фотометрическим клином.за40 данной тоюпцины, созданным на базе сферических поверхностей, возра .тает по мере увеличения отклонения све-. та в неоднородности. Сравнительно не" высокая чувствительность в области малых углов отклонения делает невозможной одновременную регистрацию сильных и слабых оптических неоднородностей, что, естественно, сужает область применения известной визуализирующей диафрагмы. 50

Другим недостатком является невозможность независимо менять чувствительность и диапазон измерения теневого прибора, в которой используется известная виэуализирующая диафрагма.

Диапазон измерения растет с ростом радиуса сферических поверхностей, а чувствительность при этом папает.

При использовании такой визуализирующей диафрагмы нельзя в одном эксперименте осуществлять регистрацию отк-. лонения света в объекте исследования с различной чувствительностью в зависимости от направления, в котором отклоняются лучи света. Последнее особенно важно при исследовании сложных процессов, сопровождающихся образованием областей разрежения и сжатия. Их дешифровка облегчается. (Появляется возможность зарегистрировать интересующие экспериментатора детали процесса, одновременно "ослаИ бив фон, созданный менее интересными его деталями).

Цель изобретения — увеличение чувс. твительности при сохранении диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в многоцветной визуализйрующей диафрагме теневого прибора, выполненной в виде секторов контрастируюших цветовых тонов, каждый иэ секторов составлен из примыкающих . друг к другу участков колец с дискретно изменяющейся от центра к периферии чистотой цвета, причем число их не превышает число пороговых различий чистоты цвета для выбранных цветовых тонов.

Вариантом изобретения является многоцветная визуализирующая диафраг". ма теневого прибора, выполненная в виде секторов контрастируннцих цветовых тонов, в которой, с целью увеличения чувствительности при сохранении диапазона измерений и упрощения,технологии.изготовления, диафрагма выполнена в виде вписанного в круг правильного многоугольника, а каждый из образовавшихся треугольников составлен из примыкающих друг к другу элементов с дискретно изменяющейся от центра к периферии чистотой цвета, причем стороны указанных элементов па; раллельны сторонам многоугольника.

На фиг. 1-3 представлены варианты визуализирующей диафрагмы.

Визуализирующая диафрагма (см. фиг.

1) выполнена в виде круга, каждый из, секторов. 1-6 контрастирующих цветовых тонов которого составлен иэ участков колец 7-11 с дискретно изменяг ющейся от центра к периферии чистотой цвета, а в центре виэуализирующей диафрагмы имеется фигура 12 в виде круга диаметром не менее диаметра осветительной диафрагмы, цветовой тон.

873

052 6 тонов. Числа же пороговых различий чистоты цвета зависят от цветового .тона. Красных-цветностей, например,, глаз может различать около 25, синих — около 22, желто-зеленых— около 13.

Более простой в изготовлении вариант визуализирующей диафрагмы (см. фиг.3), выполнен в виде выпуклого многоугольника, составленного из треугольных фигур 13-.18 контрастирующих цветовых тонов с общей вершиной в центре многоугольника. Каж— дая из этих фигур составлена из плотно прилегающих друг к другу основаниями трапецевидиых элементов 19 и

20, треугольного элемента 21 одного и того же цветового тона, но различной чистоты цвета.

Таким образом, предлагаемая визуанс лизирующая диафрагма увеличивает чувствительность нри сохранении диапа. зона измерения. которой отличен от цветовых тонов секторов.

Визуализирующая диафрагма работает следующим образом.

В отсутствии объекта исследования ее устанавливают в фокальной плоскости основного объектива тене.вого прибора так, чтобы изображение осветительной диафрагмы совпало с ее центральной фигурой 12. Плоскость . 10 иэображения окрашивается в цвет центральной фигуры визуалиэирующей диаф-.. рагмы. Лучи света, проходящие через неоднородную среду, строят смещенные иэображения осветительной диафраг-, 15 мы. Смещение изображения в пределах одного сектора, например 3, от цент" ра круга к его периферии сопровождается изменением чистоты цвета. Изображение участков оптически неоднород- щ йой среды, вызывающих смещение изоб- ражения осветительной диафрагмы, например на элемент 8, окрашивается в цветовой тон сектора 3. Это позволя- ет определить направление, в кото ром отклоняются лучи. Но чистоте цвета элемента 8 определяют величину yi ла.

Таким образом, в предлагаемой визуализирующей диафрагме величина уг30 ла определяется по чистоте цвета, ко торая задается элементами с дискрет» но изменяющейся чистотой цвета, причем чистоту цвета можно менять по лю= бому заданному закону в зависимости от характера исследуемого объекта.

Чувствительность .теневого прибора, работающего с визуализирующей днафрагмой, определяется шириной элементов 7-1!. В отличие от извест40 ной она может сохраняться неизменной во всем диапазоне измерения.

Второй вариант визуализирующей диафрагмы (см. фнг.2 ) обеспечивает разную чувствительность теневого прибора при измерении угловых отклонений лучей света в различных направлениях. Каждый .из секторов в зави:.— симости от цветового тона содержит различное количество элементов 7 11 .

Увеличение чувствительности измере- 50 ния обеспечивается за счет уменьшения ширины кольцевых элементов с дискретно изменяющейся чистотой цве,та.

При выборе фильтров для создания визуалиэирующей диафрагмы следует иметь в виду, что человеческий глаз может различать около 150 цветовых

Формула изобретения

1. Многоцветная визуализирующая диафрагма теневого прибора, выполненная в виде секторов контрастирующих цветовых тонов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения чувствительности при сохранении диа-. пазона измерения, каждый из секторов составлен из примыкающих друг к другу участков колец с дискретно изменяющейся от центра к периферии чистотой цвета, причем число их не превышает числа пороговых разли-. чий чистоты цвета для выбранных цветовых тонов.

2. Многоцветная визуализирующая д иафрагма теневого прибора (вариант), выполненная в виде секторов контрастирующих цветовых тонов, о тл и ч а ю щ а. я с я тем, что, с це" лью увеличения чувствительности при сохранении диапазона измерений и упрощения технологии изготовления, диафрагма выполнена в виде вписан-, ного в круг правильного многоугольниа, а каждый из образовавшихся треугольников составлен из примыкающих друг к другу элементов с дискретно изменяющейся от центра к периферии чистотой цвета, причем стороны укаэанных элементов параллельны сторонам многоугольника.

1. Саламандра Г. Д. фотографические методы исследования быстропро7

Источники ннофрмации, принятые во внимание при экспертиэе

873052 8 текающих процессов. M., "Наука", 1974, с. 28.

2. Авторское свидетельство СССР

I 525911, кл. G Ol В 27/38, 1976

5 (прототип)е

873052

Составитель В. Юртаев

Техред Т.Маточка Корректор, M. Демчик

Редактор И. Касарда

Заказ 9019/66 Тираж 910 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