Устройство для определения значений по меньшей мере одного параметра частиц

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения значений параметра частиц и может быть использовано для выявления и определения условий, при которых происходит обледенение летательных аппаратов. Устройство содержит измерительный элемент, имеющий измерительную зону, предназначенную для приема подлежащих измерению частиц, средства освещения измерительной зоны посредством одного светового пучка, средства съемки изображения, содержащие по меньшей мере одну съемочную камеру для фиксирования по меньшей мере одного изображения измерительной зоны, и средства обработки для определения значений параметров на основе изображения, фиксированного съемочной камерой, причем средства освещения формируют точечное освещение посредством светового пучка, световые лучи которого фокусируются на оптической системе объектива съемочных средств. Технический результат: измерение размеров частиц, их концентрации, дифференцирование частиц и измерение их скорости движения. 2 c. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Устройство для определения значений по меньшей мере одного параметра частиц, в частности, капелек воды, содержащее измерительный элемент (2), содержащий зону (ZM) измерения, предназначенную для приема частиц, средства (M1) освещения для освещения зоны (ZM) измерения, средства (М2) съемки, содержащие по меньшей мере одну съемочную камеру (3), для фиксирования по меньшей мере одного изображения зоны (ZM) измерения, освещенной средствами (Ml) освещения, средства (4) обработки, для определения значений параметра на основе полученных изображений, снятых съемочной камерой (3), отличающееся тем, что упомянутые средства (M1) освещения выполнены таким образом, чтобы получить точечное освещение посредством светового пучка (7А, 7В), световые лучи (RA, RB) которого направлены на оптический объектив (12А, 12В) средств (М2) съемки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства (M1) освещения содержат по меньшей мере одну оптическую систему (5А, 5В), содержащую световой источник (6А, 6В) для излучения светового пучка (7А, 7В), оптическое волокно (8А, 8В), связанное первым концом (9А, 9В) со световым источником (6А, 6В) и предназначенное для передачи светового пучка (7А, 7В), оптическую систему (10А, 10В) поля, размещенную на втором конце (11А, 11В) оптического волокна (8А, 8В), противоположном первому концу (9А, 9В), и фокусирующую световой пучок (7А, 7В), выходящий из оптического волокна (8А, 8В), в центре оптического объектива (12А, 12В) средств (М2) съемки.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оптическое волокно (8А, 8В) представляет собой одномодовое оптическое волокно.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средства (M1) освещения содержат по меньшей мере один световой источник (6А, 6В), создающий когерентный световой пучок.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что съемочная камера (3) содержит средства, осуществляющие открытие затвора съемочной камеры для формирования изображения, средства (M1) освещения формируют освещение в виде по меньшей мере двух световых вспышек за время одного открытия затвора съемочной камеры (3) в процессе съемки.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средства (M1) освещения содержат по меньшей мере один импульсный лазер с насыщаемой поглощающей способностью, предназначенный для излучения световых вспышек.

7. Устройство по любому из предшествующих пп.1-6, отличающееся тем, что средства (M1) освещения предназначены для последовательного излучения по меньшей мере двух световых пучков (7А, 7В), имеющих различные диаметры.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средства (M1) освещения содержат два лазерных источника (6А, 6В) света, связанных с оптическими системами (12А, 12В), соответственно, обеспечивающими различное оптическое увеличение, при этом средства (М2) съемки содержат одну съемочную камеру (3) и оптические средства (14, 16), для направления двух лазерных световых пучков (7А, 7В), излучаемых двумя лазерными источниками (6А, 6В) света, на съемочную камеру (3).

9. Устройство по любому из предшествующих пп.1-8, отличающееся тем, что средства обработки (4) обеспечивают возможность определения параметра при помощи теневого способа формирования изображений.

10. Устройство по любому из предшествующих пп.1-9, отличающееся тем, что средства (M1) освещения предназначены для излучения двух световых вспышек, с заданным промежутком времени, съемочная камера (3) обеспечивает фиксирование изображения при излучении каждой из двух световых вспышек, а средства (4) обработки предназначены для определения в качестве параметра вектора скорости перемещения частиц на основе двух полученных изображений в соответствии с двумя световыми вспышками, и заданным промежутком времени.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что средства (M1) освещения содержат по меньшей мере один световой источник (6В) и оптическое волокно (8В), связанное со световым источником (6В).

12. Устройство по любому из предшествующих пп.1-11, отличающееся тем, что содержит интерференционный фильтр, размещенный на входе в съемочную камеру (3).

13. Устройство по любому из предшествующих пп.1-12, отличающееся тем, что элементы устройства содержат противоотражательное покрытие.

14. Устройство по любому из предшествующих пп.1-13, отличающееся тем, что измерительная зона (ZM) ограничена по меньшей мере одним иллюминатором (20А, 20В, 21А, 21В).

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что содержит средства (24), для нагнетания воздуха на наружные поверхности иллюминаторов (20А, 20В, 21А, 21В).

16. Устройство по любому из предшествующих пп.1-15, отличающееся тем, что измерительный элемент (2) представляет собой пробоотборную трубку, снабженную сквозным отверстием (19) на одном (2А) из концов, причем сквозное отверстие (19) содержит измерительную зону (ZM).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что содержит средство (F) защиты, предназначенное для защиты от частиц всего устройства кроме по меньшей мере первого конца (2А) пробоотборной трубки (2), который выведен в окружающую среду.

18. Устройство по любому из пп.16 и 17, отличающееся тем, что по меньшей мере первый конец (2А) пробоотборной трубки (2) обеспечен электрической изоляцией.

19. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одно устройство (1), выполненное по любому из пп.16-18, для определения значений по меньшей мере одной частицы, в частности капелек воды, присутствующих в среде, окружающей летательный аппарат.

20. Летательный аппарат по п.19, отличающийся тем, что дополнительно содержит кожух (29), установленный в фюзеляже (F) летательного аппарата таким образом, чтобы создать в нем сквозное отверстие, причем диаметр кожуха адаптирован к диаметру пробоотборной трубки (2) устройства таким образом, чтобы пробоотборная трубка могла быть герметично установлена в кожухе (29), при этом кожух закрыт герметично в случае отсутствия пробоотборной трубки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33