Визуализирующая диафрагма теневого прибора

Визуализирующая диафрагма теневого прибора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоз Советски к

Соцнаннстнчесинк

Республик i ii 873055 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 15.02. 80(21) 2884877/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Онубликовано 15. 10. 81. бюллетень М 38 (51) М. Кл.

G 01 и 21/45 Ьвударстееквй каиитет

CCCP ао двлан вэабретенкй н открытий (53) ЯК 535.322. .4(088.8) Дата опубликования описания 15 . 1 О. 81 (72) Авторы изобретения

Г. Д. Саламандра и В. В. Ковайкина

Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (7I ) Заявитель (54) ВИЗУАЛИЗИРУЮЩАЯ ДИАФРАГМА ТЕНЕВОГО

ПРИБОРА.Изобретение относится к приборам для исследования оптических неод. нородностей в прозрачных средах теневым методом и может быть использовано при изучении объектов, отклоняющих проходящие через них лучи света в одном направлении (например, при изучении процессов формирования ударной и детонационной волн при сгорании газообразных смесей в трубах, исследований процессов, идущих в ударных трубах и т.п.).

Известна визуализирующая диафрагма прибора, работающего по схеме

Теплера, выполненная в виде непрозрачной пластинки с тщательно изготовленной режущей кромкой. Эта визуализирующая диафрагма известна под названием ножа Фуко 1).

Нож Фуко позволяет получить черно-белое изображение объекта иссле-. дования, представляющее совокупность различно освещенных зон на "сером" фоне, соответствующем изображению однородной среды.

Однако контрастность изображения прозрачного объекта исследования, полученного при использовании в качестве визуализирующей диафрагмы ножа Фуко, невелика. Невелик и диапазон измерения прибора, .работающего с этой визуализирующей диафрагмой. (Диапазоном измерения называется

10 интервал углов отклонения, в котором каждому значению угла отклонения соответствует определенное изменение освещенности изображения. Иног" да вместо углов отклонения говорят s о вызванном ими смещении изображения источника света. в плоскости визу.,ализирующей диафрагмы).

Известна также трехцветная линейно ная визуализирующая диафрагма теневого прибора с щелевой осветительной диафрагмой, выполненная из прямоугольных фильтров трех основных цветов. Она содержит узкий центральный

873055 4

15

55 фильтр шириной не менее ширины изображения осветительной диафрагмы и примыкающие к нему два более широких фильтра(2).

Однако диапазон измерения прибора при использовании трехцветного растра невелик. Он равен интервалу угловых отклонений лучей света в неоднородности, вызывающих смещение изображения осветительной диафрагмы на удвоенную величину ширины цели. При больших отклонениях света в неодно

DoIIHocTH ° когда иэображение осветительной диафрагмы полностью выходит за пределы центрального фильтра, изменение угла не сопровождается изменением цвета в плоскости иэображения. Это нЕ позволяет использовать трехцветную визуализирующую диафрагму для количественных исследо ваний объектов, отклоняющих проходящие через них лучи света на большой . угол. Кроме того, прибору присуща ограниченность цветовой гаммы, которая может быть получена с его помощью. Например, если центральный фильтр зеленый, а два боковых, соответственно, красный и синий, то в изображении объекта исследования не могут появиться цвета, обусловленные смещением красного и синего световых потоков

Цель изобретения — увеличение диапазона измерения прибора и расширение цветовой гаммы в изображении объекта исследования.

Поставленная цель достигается тем, что в визуализирующей диафрагме теневого прибора, содержащей примыкающие друг к другу прямоугольные одноцветные фигуры из фильтров„трех основных цветов, шйрина одной из которых равна ширине изображения осветительной диафрагмы, к упомянутой одноцветной фигуре присоединены три двуцветные фигуры, составленные из примыкающих друг к другу по диагонали фильтров, причем цвета смежных фильтров двух соседних фигур одинаковы.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты визуализирующей диафрагмы. . Визуализирующая диафрагма (см. фиг;1) выполнена в виде одноцветной прямоугольной фигуры 1, например красной, равной по размеру изображению осветительной диафрагмы, и трех более широких двуцветных фигур 2-4. той же высоты, каждая иэ которых сос5

45 тавлена иэ примыкающих по диагонали фильтров 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 основных цветов таким образом, что цвета смежных фильтров двух соседних фигур одинаковы. В этом примере фильтр 5 выполнен красным и совпадает по цвету с фильтром 10 и фильтром фигуры 1, зеленый фильтр 6 совпадает по цвету с фильтром 7, синий фильтр 8 совпадает по цвету с фильтром 9.

Ширину фигур выбирают в соответствии с заданным диапазоном измерения а

Визуализирующая диафрагма работает следующим образом.

В отсутствии объекта исследования ее устанавливают в фокальной плоскости основного объектива приемной части теневого прибора так, чтобы изображение осветительной диафрагмы совпало с фигурой.1 визуализирующей диафрагмы. Плоскость изображения

/ окрашивается в цвет фильтра этой фигуры. При принятом в примере порядке следования цветов плоскость изображения окрашивается в красный цвет.

Лучи света, проходящие через неоднородную среду, строят смещенные иэображения осветительной диафрагмы. Смещение изображения диафрагмы в пределах фигуры 2 приводит к появле- нию в изображении объекта исследования всех оттенков оранжевого, затем желтого цвета (при равенстве световых потоков, проходящих через красный и зеленый фильтры), желто-зеленого цвета, и, наконец, зеленого цвета, когда изображение осветительной диафрагмы попадает на границу фигур 2 и 3

Смещение изображения осветительной диафрагмы в пределах фигуры 3 позволяет получить в изображении объ1 . екта исслецования гамму цветов, обусловленную смешением в разных долях световых потоков, проходящих через зеленый 7 .и синий 8 фильтры. Появля" ются зелено-синие цвета разных оттенков, голубой (при смешении светот . вых потоков в равных долях) и все оттенки сине-зеленых цветов.

Смещение изображения осветительной диафрагмы на границу фигур 3 и 4 влечет за собой появление в плоскости иэображения синего цвета.

Цветовая гамма в изображении объекта исследования дополняется все- 1 ми оттенками фиолетового и пурпурного цветов при смещении изображения осветительной диафрагмы в пределах фигуры 4 виэуалиэирующей диафрагмые

Второй вариант визуализирующей ди. афрагмы изображен на фиг. 2. Фильтры 5-30 основных цветов сгруппиро ваны в фигуры 2- 4 прямоугольной фор« мы. так, что их границы раздела являются высотами одноцветных треугольников. Примыкают они к одноцветной фигуре 1, ширина которой равняется ширине изображения осветительной диафрагмы.

Работает виэуализирующая диафрагма так же, как и предыдущая.

Диапазон измерения теневого прибора при использовании предлагаемой визуализирующей диафрагмы определяется интервалом углов отклонения, вызывающих смещение изображения осветительной диафрагмы в преде лах .цветных элементов визуализирующей диафрагмы. Он значительно .боль; . ше, чем при использовании известной диафрагмы. Если при использовании известной диафрагмы диапазон измере- ния прибора ограничивается смещением изображения осветительной диафрагмы.на удвоенную ширину изображения осветительной диафрагмы (на удвоенную ширину центрального фильтра), то при использовании предлагаемой диафрагмы смещение изображения осветительной диафрагмы в пределах. всех четырех фигур виэуализирующей диафрагмы сопровождается. изменением цвета в изображении объекта исследованияе

Цветовая гамма в изображении объекта исследования при использовании

Формула изобретения

Виэуализирующая диафрагма теневого прибора, содержащая примыкаю3S щие друг к другу прямоугольные одноцветные фигуры из фильтров трех основных цветов, ширина одной иэ которых равна ширине изображения осветительной диафрагмы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения диапазона измерения прибора и расширения цветовой гаммы в изображении объекта исследования, к упомянутой одноцветной фигуре присоедине25 ны три двуцветные фигуры, составленные из примыкающих друг к другу по диагонали фильрров, причем цвета смеж" ных фильтров двух соседних фигур одинаковы.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3..Саламандра Г. Д., Фотографические методы исследования быстропроте-, кающих процессов. "Наука", 1954, с. 17.

2. L.L. Smith, J.Н. Madde}l. Tech"

nigues of color schlieren. 9 International congress on high-speed photograhy, Colorado 1970, SHPTE, Preprint, 86 (прототип).

873055 6 предлагаемой визуализирующей диафрагмы расширяется за счет того что

i она разрешает использовать три различных сочетания световых потоков.

При использовании известной диафрагмы используется только два сочетания.

873055

Составитель В. Юртаев

Техред А.Бабинец Корректор М. Демчик

Редактор И. Касарда

Подписное

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

Заказ 9019/66 Тираж 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

ho делам изобретений и открытий

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