Устройство для измерения светорассеивающих свойств дисперсных сред

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3750712/24-25 (22) 06.06.84 (46) 23.01.86 Бюл. Р 3 (7i) Институт экспериментальной метеорологии (72) А.С.Дрофа (53) 551.509.8(088.8) (56) Беляев Х.П. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей.

M.: Энергоиэдат. 1981. с.87-88.

Соколов P.Н. Измерение спектра размеров частиц взвесей по рассеянию вперед лазерного излучения. Автореф. дис.канд. техн. наук. — М., 1971. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СВЕТОРАССЕИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ

СРЕД, содержащее. последовательно

„.Я0„„1206653 A установленные осесимметричный источник света, приемную линзу, полевую диафрагму с центром на оптической оси линзы, размещенную в плоскости формируемого приемной линзой изображения источника света, и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения устройства, полевая диафрагма выполнена в виде двух непрозрачных пластин, установленных на общей оси с воэможностью вращения одна относительно другой, в одной из которых отверстие выполнено в виде расширяющейся спирали с полюсом на оси вращения, а в другой— в виде сектора с вершиной на той же оси.

1206653

Изобретение относится к технике измерений, в частости к области измерений светорассеивающих свойств дисперсных сред (туманов, облаков, взвесей твердых частиц в воде и 5 воздухе и др.), и может быть использовано при исследованиях микроструктуры дисперсной среды, а также качества передачи. оптического иэображения через светорассеивающую среду. 10

° .

Целью изобретения является повышение чувствительности и упрощение, устройства.

На фиг. 1 показана оптическая схема устройства; на фиг.2 — резуль- 15 таты расчета величины оптического сигнала на фотоприемнике.

Устройство содержит осесимметричный источник 1 света с малыми угловыми размерами (приблизительно ме- 20 нее 30 ) . Исследуемая рассеивакщая среда 2 находится между источником

1 света и приемной линзой 3, которая формирует изображение источника света в плоскости изображения. В 25 этой плоскости размещена полевая диафрагма 4, а за ней — фотоприемник

5. Диафрагма 4 состоит иэ двух вращающихся на общей оси пластин, в каждой из которых выполнены отверстия, в одной — в виде расширякщейся спирали 6, а в другой — в виде сектора 7. Пересечение этих отверстий при наложении пластин одна на другую образует поле диафрагмы 4, через которое световой поток надает на фотоприемник 5.

Устройство работает следукщим образом.

Диафрагму 4 устанавливают в плоскости изображения источника 1 света так, что ось вращения. пластин совпадает с центром изображения источника

1 света. Величина оптического сигнала на фотоприемнике 5 определяется пло45 щадью поля диафрагмы и величиной яркости в соответствукщей точке изображения. Сканирование изображения полем диафрагмы осуществляется путем вращения пластин одна относительно другой. При этом с увеличением угла

50 поворота увеличивается расстояние между полем диафрагмы и осью вращения пластины и одновременно увели о чивается площадь поля диафрагмы.

Вследствие того, что яркость изоб55 ражения спадает с удалением от центра изображения, а площадь поля диаф:рагмы при этом возрастает, динамичес. кий диапазон оптического сигнала на фотоприемнике меньше, чем при сканировании диафрагмой постоянных размеров. Таким образом, уменьшение динамического диапазона в устройстве осуществляется тем, что оптический сигнал достигает максимально возможного для данного распределения яркости уровня. Этим увеличивается оптический сигнал на входе фотоприемника и повышается чувствительность устройства к более слабым яркостям изображения.

Для того, чтобы достигнуть возможно большего уменьшения динамического диапазона оптического сигнала, форму отверстия в виде спирали можно выбрать таким образом, чтобы площадь поля диафрагмы изменялась приблизительно обратно пропорцио нально изменению величины яркости изображения источника света в дисперсной среде с некоторыми средними характеристиками светорассеяния.

На .графиках .(фиг.2) показаны результаты расчета величины оптического сигнала на фотоприемнике. По оси ординат отложена относительная веФ личина светового потока через диафрагму при различных величинах угла поворота Т пластин одна относительно другой,по оси абсцисс внизу — величина угла поворота, вверху — соответствующее расстояние от центра изображения до центра поля диафрагмы. Проводятся результаты расчета для распределений яркости рассеянного света в облачной среде с различной микроструктурой.

Как видно из фиг ° 2, использование описанной диафрагмы приводит к изменению величины сигнала для каждого из распределений рассеянного света не более чем в 3 раза при изменении яркости рассеянного света более чем в 10 раз. При этом измерение слабых потоков (вдали от центра иэображения) производится через диафрагму с площадью поля, почти в

104 раз большей, чем при измерении яркости вблизи центра изображения, что значительно повышает чувствительность устройства.

Кроме того, так как в устройстве отсутствует нейтральный светофильтр и механизм для синхронного перемещения его вместе с диафрагмой, то конструкция устройства упрощается.

1206653 н iф h ЧЪ с Щ в:

03

02

008 иа2

Составитель С.Непомнящая

Редактор И.Николайчук Техреду О.Неце Корректор B,Ñèêèöêàÿ

Заказ 8702/44 Тиран Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная, 4