Способ измерения давления в ударной волне

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ .ДАВЛЕНИЯ В УДАРНОЙ ВОЛНЕ путем измерения скорости ее распространения в прозрачной жидкости, заключающийся в фоторегистрации теневой картины распространения волны на фотоматериале при подсветке среды лазерными импульсами и вычислении скорости по пути, пройденному волной за интервал времени между импульсами, при этом давления вычисляют по известной зависимости давления от скорости ударной волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения случайных ошибок при вычислении скорости ударной волны , формируют сдвоенные лазерные импульсы с временным интервалом между ними, удовлетворяющим условию - A+jAL, А А € где 2 - максимальный размер поля зрения объектива фоторегистратора; 4 X - минимальный сдвиг изображения ударной волны, разрешаемый объективом фоторегистратораj At - интервал времени между лазерными импульсами; ,6с( , где «д - скорость звука в жидкости, и фоторегистрируют темнопольную теневую картину.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4С 01 L 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".„::

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ I

1 сЪХ

Д А

)А1 — >

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502626/24.-10 (22) 12.10.82 (46) 07.09.85. Бюл. 1Ф 33 (72) А.П.Дмитриев, Г.В.Дрейден, Ю.И.Островский и М.И.Этинберг (71) Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе (53) 531.787(088.8) (56) Бузуков А.А., Попов Ю.А., Тесленко В.С. Экспериментальное исследование взрывного процесса, вызванного фокусировкой моноимпульсного излучения лазера в воду. — ПМТФ, 5, 1969, с. 17.

Proc. Roy. Soc., Ser. А., 1966, 295, 13.

Яковлев С.Ю. Гидродинамика взрыва. Л.: Судпромгиз, 1961, с. 83. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

В УДАРНОЙ ВОЛНЕ путем измерения скорости ее распространения в прозрачной жидкости, заключающийся в фоторегистрации теневой картины распространения волны на фотоматериале при подсветке среды лазерными импульсами и вычислении скорости по пути, пройденному волной за интервал времени между импульсами, при этом величину давления вычисляют по известной зависимости давления от скорости ударной волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения случайных ошибок при вычислении скорости ударной волны, формируют сдвоенные лазерные импульсы с временным интервалом между ними, удовлетворяющим условию где 2 — максимальный размер поля зрения объектива фоторегистратора;

c3X — минимальный сдвиг изображения ударной волны, разрешаемый объективом фоторегистратора, й1 — интервал времени между лазерными импульсами, А=1,6 с(,, где a, — скорость звука в жидкости, и фоторегистрируют темнопольную теневую картину.

1 11777

Изобретение относится к контрольно †измерительн технике и предназначено для исследования ударных волн в жидкостях при исследовании кавитации.

Целью изобретения является повыше- 5 ние точности за счет исключения случайных ошибок при вычислении скорости ударной волны.

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа, íà 10 фиг.2 — типичная картина распространения ударной волны, регистрируемая на фотоматериале.

Устройство (фиг.1) содержит импульсный лазер 1, телескопическую систему 2, светоделительное зеркало

3, оптическую линию 4 задержки для формирования сдвоенного лазерного импульса, объектив 5 фоторегистратора, круглый непрозрачный экран 6, фотоматериал 7. На фиг.1 также изображена ударная волна 8.

Способ измерения давления в ударной волне осуществляется следующим образом.

Излучение от лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется ча светоделительное зеркало

3: прошедший через него пучок света осуществляет первую экспозицию ударной волны 8, отраженный от зеркала 3 и прошедший через линию 4 задержки пучок света — ее вторую экспозицию.

В качестве ножа-диска используется круглый непрозрачный экран 6, установленный в фокусе объектива 5.

При регистрации ударной волны 8 сдвоенным лазерным импульсом на фотографии (фиг.2) получаются два изображения ударной волны 8,сдвину- 40 тые относительно друг друга на расстояние, проходимое волной за промежуток времени между импульсами. Измеряя это расстояние 4х, и зная интервал 4t между лазерными импуль — 45 сами, рассчитывают скорость ударной волны.

Минимальный временной интервал

4t между лазерными импульсами выбирается таким, чтобы сдвиг дх изображе- 50 ний ударной волны 8, распространяющейся в жидкости, разрешался объективом 5 оптической системы

04 дх

4 ) где 4 х — 1, 22f (Д/D);

f — фокусное расстояние объектива фоторегистратора, D — световой диаметр объектива фоторегистратора, Л вЂ” длина волны света.

A=1,6à, где а — скорость звука в невозмущенной жидкости.

Интервал 4t между лазерными импульсами выбирается большим, чем длительность каждого из лазерных импульсов, так.как в противном случае измерение расстояний дх между теневыми изображениями ударных волн

8 становится невозможным из-за их смаза во время каждой из экспозиций, С другой стороны, временной интервал 4t между импульсами выбирается меньшим того времени, за которое ударная волна 8 выходит за пределы регистрируемого кадра, т.е.

А где L — максимальный размер поля зрения объектива 5 фоторегистратора.

Скорость распространения ударной волны в жидкости и давление на ее фронте связаны между собой известным соотношением P3)

Рф= У вЂ” v(v-а. ), где Рф — давление на фронте ударной волны

p — плотность невозмущенной жидкости, v — измеренная скорость распространения ударной волны в жидкости, ш — эмпирический коэффициент (для воды m ="2, 1) .

Фоторегистрация темнопольной теневой картины (т.е. получение изображения волны на позитиве в виде светлых колец на темном фоне) обеспечивает повышения контраста изображения ударной волны, что позволяет более точно производить вычисления скорости ее распространения и, в конечном счете, точности вычисления давления.

1177704

1177704 Ъг. Г

Составитель Н.Кизилов

Редактор B.ÈBàíoâà Техред М.Надь

Корректор В.Синицкая

Заказ 5545/43 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoö, ул.Проектная, 4