Устройство для регистрации быстропротекающих процессов

 

Изобретение относится к устройствам для фотографической регистрации быстропротекающих процессов.Цель изобретения - повышение надежности и точности устр-ва, которое содержит импульсную лампу 1 с блоком 2 питания , блок 3 инициирования разряда. блок 4 инициирования быстропротекаюшего процесса, фоторегистратор 5 с пультом 6 управления, конденсатор 7, сопротивления 8 и 9, дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 10 и сопротивления 11 с диодом 12, блоки 13, 14 и 15 задержки, блок 16 автоматического регулирования, оптическую систему 17 и объект 18. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами уст- . ройства позволяют достичь точного расположения начала исследуемой фазы быстропротекающего процесса в начале кадрового окна, что осуществляет регистрацию исследуемой фазы быстропротекающего процесса полностью при максимальной расчетной скорости развертки изображения, и тем самым повысить точность регистрации быстропротекающего процесса. 2 ил. (Л W со Г со

,,,)г- Ф

f,::".:, 1

СО)ОЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

9 97 А1 (19) (11) (51) 4 С 01 D 9/()2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4054041/24 — 10 (?2) 15.04.86 (46) 23 ° 09,87. Бюл. И 35 (71) Симферопольский государственный университет им, M.Â. Фрунзе (72) Ю.А. Костандов и С.И. Федоркин (53) 53 ° 087.252(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

757852, кл. G 01 D 5/39, 1978.

Метод фотоупругости./Под ред.

Н.А. Стрельчука, Г,Л. Хесина, т.2, Г1.: Стройиздат, с. 185-187. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАПИИ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к устройствам для фотографической регистрации быстропротекающих процессов. Цель изобретения — повышение надежности и точности устр-ва, которое содержит импульсную лампу 1 с блоком 2 питания, блок 3 инициирования разряда, блок 4 инициирования быстропротекаюшего процесса, фоторегистратор 5 с пультом 6 управления, конденсатор 7, сопротивления 8 и 9, дифференцируюшую цепь, состояшую из конденсатора

10 и сопротивления 11 с диодом 12, блоки 13, 14 и 15 задержки, блок 16 автоматического регулирования, оптическую систему 17 и объект 18 ° Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют достичь точного расположения начала исследуемой фазы быстропротекающего процесса в начале кадрового окна, что осуществляет регистрацию исследуемой фазы быстропротекающего процесса полностью при максимальной расчетной скорости развертки изображения, и тем самым повысить точность регистрации быстропротекающего процесса. 2 ил.

1 g 1(<3

2<>

ИЗ<1брет< lilt< ОтНОГИтГя К уГтройст— нлк< гг«я фотографической ре ãи< трлции бк« тр«ггр< т<;клюших про<Ге< гон, Пельш <гзобретенг<я являетгя поныше<

Пл фнг. 1 изображена схема устройства для регистрации быстропротеклю— ших процессов; на фиг. 2 — гхемл блока автоматического регулирог<лния нлчлльной задержки.

Устройство содержит импульсную лампу 1 с блоком 2 питания, блок 3 инициирования разряда в импульсной .<лмпе, блок 4 инициирования быстропротеклющего процесса (например,взрыва заряда ВВ или взрывающейся проволочки), скоростной фоторегистрлтор (СФР) 5 с пультом 6 управления, дифференцггрующую цепь, содержащую разделительный конденсатор 7 и делитель нлпряжения, состоящий из сопротивлений 8 и 9, дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 10 и сопротивления 11 с диодом 12, три блока 13-15 задержки, блок 16 автоматического регулировавия задержки и оптическую систему 17. Между импульсной лампой 1 и фоторегистратором 5 рлсположен исслелуемый объект 18.

Влок задержки содержит преобразователь 19 частота — напряжение, ус илитгль нлпряженггя с рег улируемым коэффициентом угиления, выполненный нл операционном усилителе 20 г сопро гивлениями 2 1-24, преобразовл reëb

25 напряжение — частота, диффереггцирующую цепочку, состоящую из конденгат рл 26 и сопротивления 27, трех схем блоков 28-30 совпадений, трех инверторов 31-33, КБ-триггера, собранного на элементах И 34, 35, интегрирующий цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора 37,лифференцирующей цепочки, состоящей из конденсатора 38 и сопротивления 39, Устройство работает следующим образом.

После запуска фоторегистратора 5 усиленные клгклдами предварительного угиления пульта 6 управления импульсы электромагнитного датчика фоторегистраторл го второго анода первой лампы поступают с частотой

К <7р, где 7 р — гкорость развертки изображения; К<. — коэффициент пропор<(ио?< л tl T н(< т1< о пр < lier< я < мый ко<< <. Т рук цией ф тореггц-трлторл, через разделительный конденглтор 7 и делитель напряжения нл вход блока 16 автоматического регулирог<л«ия задержки, т.е. нл вход преобразователя 19 частота напряжение. С выхода преобразователя напряжение 0< = К, f где К< — коэффи<гиент преобрлзования, погтупает нл вход усилителя 1О с регулируемым коэффициентом усиления К„, выполненным, например, на операцггог<ном усилителе 20. Г вь<ходл усилителя напряжение t. — К П, = K К < f, поступает «а вход преобразователя 25 напряжение — члгтота, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы положительной полярности с частотой следое<л ния f 2 K f < К K K < f <э гjIB K K < K 2 К К коэффициент преобразования преобразователя 25.

Таким образом, задавая величину сопротивления 24 так, чтобы выполнить

2« соотношс ние К =, где ср тЧ

= ц, — с1< — угол установки электромагнитного датчика фоторегистратора;

Ср, — заданное положение электромагнитного датчика; ср, — положение электромагнитного датчика, соответствующее началу экспонирования фотопленки, расположенной в кадровом окне .фоторегистраторл, можно осуществить преобразование частоты f< в частоту

f.

z с < °

Слсдующие с частотой f импульсы положительной полярности с выхода преобразователя 25 поступают на диффренецирующую цепочку, состоящую из конденсатора 26 и сопротивления для получения импульсов малой длительности, поступающих на входы блоков 28 и 29 совпадений, При нажатии кнопки "Пуск на пульТе 6 управления СФР происходит замыкание контактов реле P и импульсы .IëåêòðîìàãíèTHîãо датчика с анода первой лампы Л поступают на сетку второй лампы, откуда усиленные импульсы поступают на дифференцирующую

L,åïî÷êó, с выхода которой на вход блока 13 задержки поступают импульсы положительной полярности, На выходе блока 13 задержки формируются задержанные на заданное время t< = 0,1

1000,0 мкс относительно импульсов электромагнитного датчика фотореги13 t9 «l7 с Tp, tl »1>а !!и!!у >1! с и ll;lп(>H>Ke l! ия !!»>!»>>з!—

Tet!ü!! ой fto >t>t ðí 1>с ти, ют на вхо;! (>л<>ка 1б антс>мат!1!ггкс n регулирования !алс ржки, т, Р, на вхол блока 29 совпадений.

Таким образом, на вхопы блока 29 совпадений пс>ступа!от не синхронизированные последовательности импульсов напряжений с частотами f u f . lo тех пор, пока на входы блока 29 совпадений импульсы напряжений не придут одновременно, напряжение на выходе этого блока равно логической единице °

Так как выход блока 29 совпадений подключен ко входу блока 28 совпадений и ко входу КЯ-триггера, то на выходе RS-триггера при этом напряжение равно нулю.

Как только на входы блока 29 совпадений положительные импульсы напряжений придут одновременно, что соответствует, например i-му импульсу из последовательности, следующей с частотой f., напряжение на выходе этого

2 блока окажется равным нулю. Это приведен к переходу RS-триггера в другое устойчивое состояние и на его выходе напряжение станет равно логической единице. При этом напряжение на одном входе блока 28 совпадений окажется равным логической единице, а на другом входе этого же блока — нулю. Поэтому на выходе блока 28 совпадений напряжение станет равно логической единице. Выход блока 28 совпадений

ДД1-1 подключен ко входу интегрирующей цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора, предназначенной для сглаживания небольших всплесков напряжения, возникающих изза водможной незначительной несинхронности импульсов напряжений на входах блока 28 совпадений, Выход интегрирующей цепочки подключен ко входам инвертора 31, Поэтому на выходе инвертора 31 образуется последовательность импульсов положительной полярности, следующих с частотой f в которой пропущен i-й импульс,соответствующий первому совпадению во времени импульсов, следующих с частотами f 1 и f2

Выход RS-триггера подключен ко входу блока 30 совпадений, а выход инвертора 31 — к другому входу этого же блока. Поэтому напряжение на выходе блока 30 совпадений будет равно логической единице до момента прихос> !

О

55 па !+1-!.о импу.>ьс а и.! пс гледовател!—

ttt г t», г.>едую!>!е>! с чагтотой f и пог— лс скончания дей твия этс го i+1-го импульса напряжения на входе блока

30 совпадений. Во время действия

i+1-го импульса напряжения на входе блока 30 совпадений на выходе этого блска напряжение будет равно нулю, Выход блока 30 совпадений подключен к пифференцирующей цепочке, состоящей из конденсатора 38 и сопротивления

39, предназначенной для образования положительного импульса напряжения малой длительности, синхронизированного с задним фронтом i+1-го импульса из последовательности, следующей с частотой f . Выход дифференцируюг шей цепочки подключен ко входам инвертора 32, поэтому на выходе инвертора 32 в момент времени, соответствующий следованию заднего фронта

i+1-ãî импульса из последовательности, следующей с частотой f,,напряжение становится равным нулю. Это напряжение поступает на вход !сБ-триггера и приводит к переходу этого

RS-триггера в первоначальное устойчивое состояние, Поэтому, так как выход блока 30 совпадений подключен ко входам инвертора 33, на выходе этого инвертора формируется положительный импульс напряжений, синхронный с

1+1-м импульсом из последовательности, следующей с частотой f

Таким образом, на выходе инвертора

33, т.е. на выходе блока 26 автоматического регулирования задержки, импульс напряжения оказывается задержанным на время Т

Ч

1 1 относительно импульса электромагнитного фоторегистратора.

Этот положительный импульс напряжения поступает на входы блоков 14 и 15 задержки.

Задержанный на заданное время

0,1-1000,0 мкс и сформированный блоком 14 задержки импульс напряжения отрицательной полярности поступает на сетку третьей лампы пульта 6 управления и приводит к генерированию каскадами усиления пульта 6 управления импульса высокого напряжения.

Этот импульс поступает на инициирующий быстропротекаюший процесс блока ,4 с задержкой на время Т = Т, + 2

+ t относительно импуль2> >f 1 2 (а )л(. 1 троил (!итн<) Г<) g((3т чика <()«т()— ре 3истора.

l 1<1 3 т <)мУ и <иIаз! У к II)P() (3 <) (() () I((I 1 фо— т()pe ГIIГ тря тора независим(т () т Г к О!7 о<

5 ти развертки изображения 3,, = V. Г< соответствует фаза быстроп!)<>Текэю!!1(— го процесса, начавшаяся Iep<.) время

2 ттГ, вания этс го процесса. Поэт(му (la»eТ = t — t после иницииро2 2

10 ние величины (37 определяется из услота инициирования бысTp()IIpATc I<;3)<)III I (7 15 процесса до начала его самой поздней исследуемо(! фазы.

Задержанный на заданное 13ремя „

0,1 — 1000,0 мкс блоком 15 эад(ржки импульс попожительной полярности пос- 2(1 тупает на блок 3 инициирования разряда в импульсной лампе, генерирующий импульс поджига ламп! 1, за3(ерж()нн! 11! на время T = Т, + t относите!!ьно импульса электромагнитного датчика фо-25 фоторегистратора.

Задавая t, = t з + tz, можно <)cy(lleствить расположение начага ре -Ilc rp»руемой фазы быстропротекаюшего процесса, начавшейся через время t (тосле инициирования этого процесса, в начале кадрового окна СФР независимо от скорости регистрации. Одновремен— ное изменение времен задержки t, и на одну и ту же величину <<,t приводит

В результате на фотопленке, распоO ложенной в кадровом окне фоторегистратора 5, окажется зарегисl p»po(3анной З0 фаза быстропротекающего процесса,начавшаяся через время Т> — Т2 + — + <. после иницииро()алия

2 быстропротекающего процесса, где время разгорания импульсн<)и .1(тмп! !. 3 I давая t„= c, можно осуществ;(ть оп(режение начала разряда в импульсной ламлампе относительно начала исследуе )ой фазы быстропротекаюшего процесса, «Io позволяет исследовать как начальную, так и последуюшие фазы быстропр г<:кающего процесса. При этом на фото!(ленке, расположенной в кадровом окне фоторегистратора, окажется зарегистрированной фаза быстропротекак)шс гn г-, процесса, начавшаяся через время после момента инициирования этого процесса, l; ИЗ!!ЕН() HI!I<) (3РЕM(I!) I<) ГО ИНТ< () (3;1 Л;1 МЕЖ— ду моментом обра 3(>13(»IIIII импуль<.:! электромагнитным датчиком <1)ото()(I(c T ратора и моментами ин)и(ииропания быстропротекаюшего !Ip<)II(с(.а и разряда в импульсной лампе, т.е, к сдвигу начала исследуемой фаз!! б!(стропр(тек ающе го процесса относит(льн<) кадрового oKHа фоторегистратора на величину 1 = 5Г ° V p> где ((— ск< рость развертки изображения Эт)!и достига— е гся точное расположение начала ис— следуемой фазы быстропротекающего процесса в начале кадрового окна,что позволяет осуществить регистрацию исследуемой фазы быстропротекающего процесса полностью при максимальной расчетной скорости развертки изображения и, следовательно, повн(сить точность регистрации быстропротекающего процесса (максималь)3ая расчетная скорость развертки изображения Vpp с,„с определяется из соотношения Ч

f),Mс< кс

L — где L — длина кадрового окна

ГФР; Т вЂ” длительность исследуемой фазы быстропротекающего процесса).

1) о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для регистрации быстропротекающих процессов, содержащее импульсную лампу, соединенную с блоком питания и с блоком инициирования разряда, оптическую систему, фоторегистратор, выходом соединенный с первым входом блока управления, первый выход которого подключен к входу блока инициирования быстропротекаюшего процесса, и первый блок задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены две дифференцирующие цепи, второй и третий блоки задержки и блок автоматического регулирования задержки, второй и третий выходы блока управления соединены с входами соответствующих дифференцирующих цепей, выход одной из которых непосредственно, а выход другой через первый блок задержки соединены с входами блока автоматического регулирования задержки, выход которого соединен через второй блок задержки с вторым входом блока управления и через третий блок задержки (. входом блока инициирования разряда.

Составитель А. Лисицын

Техред И.Попович

Редактор Н. Егорова

Корректор С. Черни

Заказ 4211/31 Тираж 693

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4