Визуализирующая диафрагма

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик («)3004823 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— р М g+ з

G 01 И 21./45 (22) Заявлено 23. 09 . 81 (2Д ) 3358708/18-25 с присоединением заявки М(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0383 Бюллетень go 10

Дата опубликования описания 15. 03. 83

Р4УДК 535.322..4 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г.Д.Саламандра

Государственный научно-исследовательский энергетическйй институт им. Г.14.Кржих<ановского (71) Заявитель (54) ВИЗУАЛИЗИРУЮЩАЯ ДИАФРАГМА

Изобретение относится к оптическим приборам, в частности к приборам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах теневым методом. Оно мох<ет быть использовано при изучении обтекания тел газовым потоком, исследовании процессов горения и взрыва.

Особенно удобна предлох<енная диафрагма при исследовании плохо воспроизводимых процессов, так как позволяет при одном просвечивании получать информацию о величине и направ ленни отклонения света в объекте исследования.

Известна визуализирующая диафрагма в виде круга, различные сектора которого представляют собой фотометрические клинья контрастирукхдих цветов с монотонно изменяющимся по радиусу коэффициентом пропускания, а в центре диафрагмы имеется фигура в виде круга с постоянным коэффициентом пропускания, по площади равная изобретению источника -f11.

К недостаткам этой диафрагмы относится низкая чувствительность в области малых углов отклонения, что делает невозможной одновременную регистрацию сильных и слабых оптических неоднородностей и сужает область этой диафрагмы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является диафрагма в виде круга с секторами контрастирующих цветовых тонов, каждый из которых составлен из примыкающих друг к другу участков колец с дискретно кзменякиыейся от центра к периферии чистотой цвета, причем число колец не превышает числа пороговь> различий чистоты цвета для выбран-. ных цветовых тонов. При использоваI нии этой диафрагмы направление, в которсм отклоняются лучи света в объекте иск:едовання, ксдируется цветовым тоном, а величина углового отклонения — чистотой цвета f 23.

2а

Недостатком этой диафрагьия является то, что она не обеспечивает высокой чувствительности теневого прибора, в связи с тем, что макси,мальное число пороговых различий чистоты цвета не превосходит 25 °

Красных цветностей, например, глаз различает около 25, синих около 22, желто-зеленных около 13.

Целью изобретения является уве-. личение чувствительности теневого

1004823 прибора и расширение цветовой гамьы в изображении .Ьбъекта исследования.

Поставленная цель достигается тем, что в визуализирующей диафрагме теневого прибора, выпсотненной в виде секторов, составленных иэ примыка с<цих друг к другу участков колец и центральной фигуры, диаметр которой равен ширине внутренних колец, участки колец секторов выполнены из фильтров трех основных цветов с коэфI фициентами пропускания, дискретно изменяющимися от сектора к сектору в интервале 5-90%, причем фильтры, расположенные по кругу, выполнены одно". го цветового тона. .15 . Кроме того, внешнее кольцо, выполйено из фильтра того же цвета, что и цент-< ральная фигура, и по ширине равпа 0,60,8 ее диаметра. на чертеже представлена предложен-20 ная визуализирующая диафрагма

Виэуализирующая диафрагма выпюлнена в виде круга, каждый сектор 1-6 ксторого составлен из участков колец фильтров основных цветов 7-9 с диск- 25 ретно изменяющимися от сектора к сектору коэффициентами пропускания . В центре диафрагмы расположена фигура

10 в виде круга того же цвета, что и внешнее кольцо 7. Его ширина равна 30

0,6-0,8 диаметра центральной Фигуры, Ширина каждого иэ двух остальных кс" лец равна ее диаметру. Цветовой тон всех фильтров пс кругу сохраняется неизменным. 35

П р и. м е р . Центральная фигура

10 и кольцс 7 изготовлены иэ синего

Фильтра, а кольца, 8 и 9 соответственно иэ эеленсго и красного светофильтров. 40

Виэуализирующая диафрагма работает следующим .образом.

Устройство устанавливают в фокальной плоскости теневого прибора так, чтобы в отсутствии объекта исследования изображение круглой осветительной диафрагмы совпало с ее центральной фигурой 10, цветовой тон которой определяет фон| на котором визуализируется объект иследования.:

В данном примере визуализация осущест 0 вляется на синем Фоне.

Лучи света, прошедшие через объект исследования, строят изображение осветительнЬй диафраг<ы, смещенное относительно центрального элемента 10. 55

При смещении изображения осветительной диафрагмь в пределах секторов 16 о". центра v. периферии иэображекие объекта исследования окрашено в пурпурные цвета эа счет смешения синего .60 и красного световых потоков до тех пор, пока изображение осветительной диафрагмы полностью не выйдет эа пределы центральной фигуры 10. Изображение объекта исследования окрашено 65 в красный цвет, когда иэображение осветительнсй диафрагмы полностью попадает на красный фильтр 9, Все оттенки оранжевого, желтый и, наконец, зеленый цвет соответствуют смещению изображения осветительной диафрагмы с фильтра 9 на зелеными Фильтр 8.

Зелено-синие цветовые тона соответствуют перемещению иэображения осветительной диафрагмы с фильтра 8 на синий Фильтр 7.

Органические ширины внешнего кольца до 0,6-0,8 диаметра центральной .Фигуры обеспечивает однозначность при расшифровке полученного изображения объе та исследования, так как цветовой тон центральной фигуры (сии <й) не повторяется в изображении объекта исследования при смещении иэображения осветительной диафрагмы на внешнее кольцо 7. Уменьшение ширины кольца меньше 0,6 нецелесообразно, так как сокращает диапазон измерения прибора.

Направление отклонения света н объекте исследования кодируют яркостью, изменение которой обеспечивается дискретным изменением коэффициента пропускания фильтров — в интервале 590%. При выборе интервала, в котором могут дискретно изменяться коэффициенты пропускания фильтров, учитывалось что изменение коэффициента пропускания должно обеспечить хорошо воспринимаемое глазом изменение яркости. Глаз воспринимает изменение яркости как изменение светлоты. Закон

Вебера-фехнера, общий для всех органов чувств, гласит, что изменение ощущения прямо пропорционально изменению логарифма раздражения. Применив этот закон к зрению, получим, что одинаковые изменения логарифма яркости виэывают одинаковые изменения светлоты. Фехнером и другими исследователями показано, что величина относительного порога яркости в диапазоне яркостей 1 1000 нт составляет

2Ъ. Логарифм порогового изменения. яркости равен 0,01.

Коэффициент пропускания фильтров в интервале 5-903 соответствует изменению их оптических плотностей в интервале 1,3-0,04. Выбранный интервал позволяет создать виэуализирующую диафрагму, обеспечивающую различие яркостей, превышающее в несколько раз порог светлоты.

Них<ний предел — 5Ъ лимитируется ухудшением чувствительности глаза при малой освещенности к изменению цветовых тонов. Верхний предел — 90%— отсутствием светофильтров, обладаю- щих большими максимальными коэффициентами пропускания при достаточной для изготовления виэуализируацих диафрагм насыщенности . 1004823

Составитель. Н. Стукова

Редактор Л.Повхан Техред K.Иыцьо Корректор C.Решетник

««

Заказ 1870/53 Тираж 871 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал. ППП Патент, .г.ужгород, ул.Проектная,4

Таким образ ом, и ри и споль э ованпи предложенной внэуалнзирукхцей дйаф-. рагмы цветовой тон кодирует величину углового отклонения света в объекте исследования а яркость — направ5 ление, в котором отклоняется свет.

Для упрощения изготовления визуализирующая диафрагма выполнена в виде вписанного в круг правильного многоугольника, в котором каждый из образовавшихся треугольников ссставлен из примыкающих друг к другу фильтров трех основных цветов так, что их стороны парзллельны сторонам многоугольника, коэффициенты пропускания дискретно изменяются от одного треугольника к другому, а цветовой тон по периметру многоугольников сохраняется неизменным.

Использование предложенных визуализирующих диафрагм позволяет не,2р только увеличить чувствительность теневого прибора и расширить цветовую гамму в изображении объекта исследования но и облегчает расшифровку псР лученного изобрая<ения, давая нагляд- 25 ную Ъартину распределения величин угловых отклонений света в объекте и сслед ова ни я.

Изготовить нредлох<енную визуализирующую диафрагму значительно проще,Зр чем известные диафрагмы, к тому же для ее изготовления необходимы фильтры только трех цветов.

Формула изобретения

1. Внэуалиэирующая диафрагма теневого прибора, выполненная в виде секторов, ссставленных из примыкаюwx друг к .цругу участков колец -и центра аной фигуры, диаметр которой равен ширине внутренних колец, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения чувствительности теневого прибора и расширения цветовой гаммы в иэображении объекта исследования,участки колец селект< ров выполнены из фильтров трех основных цветов с коэффициентами пропускания,дискретно изменяющимися от сектора к сектору в интервале 5-90%,причем фильтры,расположенные по кругу, выполнены одного цветового тона.

2. Диафрагма по,п .l, о т л и ч аю щ а я с я тем, что внешнее- кольцо выполнено иэ фильтра того же цвета, что и центральная фигура, и по ширине равно 0,6-0,8 ее диаметра.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 525911, кл. 502 В 27/38, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2873803/18-25, кл. G01 м 21/45, 1980 (прото иП) .