Бесконтактный способ запуска регистрирующей аппаратуры, синхронизированного с процессами, сопровождающимися свечением
Владельцы патента RU 2702415:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Бесконтактный способ запуска регистрирующей аппаратуры, синхронизированного с процессами, сопровождающимися свечением, включающий формирование сигнала на запуск регистрирующей аппаратуры при заданном уровне освещенности исследуемого процесса, отличающийся тем, что формируют базу данных сигналов, характеризующих зависимость освещенности процессов, сопровождающихся энерговыделением, от времени, из базы данных выбирают сигнал, уровень и форма которого соответствует заданной фазе исследуемого процесса, на измерительной площадке в линейной области приема сигналов исследуемого процесса размещают, по крайней мере, два фотоприемника, запуск регистрирующей аппаратуры осуществляют сигналом с синхронного выхода осциллографа в момент появления на одном из его входных каналов, к которым подключены фотоприемники, сигнала, уровень и форма которого соответствует выбранному из базы данных сигналу. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам запуска оборудования, регистрирующего быстропротекающие процессы сопровождаемые свечением, и может быть использовано в исследованиях в области аэродинамики, баллистики, физики взрыва и т.д.
Известен бесконтактный способ запуска регистрирующей аппаратуры, согласно которому на выходе электронного устройства формируют сигнал запуска (остановки) регистрирующей аппаратуры при ослаблении светового потока при пролете объектом исследования оптического сечения, образованного светодиодной линейкой (излучателем) и фотодиодной линейкой (приемнико) (Петренко Е.С.«Некоторые технические особенности использования оборудования для измерения скорости пули», Специальная техника, 2003, №1). Данный способ ограничен задачами аэробаллистики и не пригоден для испытаний, сопровождающихся различными видами энерговыделений, в частности, при испытаниях, сопровождающихся взрывами.
Известен бесконтактный способ запуска регистрирующей аппаратуры, согласно которому формируют сигнал запуска регистрирующей аппаратуры при превышении заданного порогового значения освещенности дистанционно установленного относительно быстропротекающего процесса фотодиодного приемного устройства (Герасимов С.И., Лень А.В., Гончаров Е.А. «Фотоэлектронное хронографирование в практике газодинамического эксперимента», Сборник докладов X1 Харитоновские чтения, 2007, Саров, ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 708-711). Данный способ выбран в качестве прототипа и имеет ряд недостатков, связанных с изменением фоновой освещенности. Например, в случае, когда персонал эвакуирован с измерительной площадки и не имеет возможности повлиять на изменение порогового уровня запуска или на переустановку ожидания датчика после срабатывания, импульсное или «плавное» превышение выставленного порога, например, при переменной облачности за счет появления прямых солнечных лучей, информация может быть частично потеряна.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании надежного, бесконтактного способа запуска регистрирующей аппаратуры по известной форме светового импульса, сопровождающего исследуемый процесс.Запуск может быть осуществлен по началу свечения, по достижению заданной амплитуды, по уменьшению освещенности, а так же по поступлению сигнала, полученного от, как минимум, одного дополнительного датчика. Известная форма светового импульса выбирается из базы данных, накопленной по этому процессу.
Технический результат повысить информативность испытаний, и надежность запуска регистрирующего оборудования, снижение искажений в процессе регистрации.
Данный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом бесконтактном способе запуска регистрирующей аппаратуры, синхронизированном с процессами, сопровождающимися свечением, включающем формирование сигнала на запуск регистрирующей аппаратуры при заданном уровне освещенности исследуемого процесса, в отличие от прототипа формируют базу данных сигналов, характеризующих зависимость освещенности процессов, сопровождающихся энерговыделением, от времени, из базы данных выбирают уровень и форму сигнала, соответствующего заданной фазе исследуемого процесса, на измерительной площадке в линейной области приема сигналов исследуемого процесса размещают, по крайней мере, два фотоприемника, запуск регистрирующей аппаратуры осуществляют сигналом с синхронного выхода осциллографа в момент появления на одном из его входных каналов, к которым подключены фотоприемники, сигнала, уровень и форма которого соответствует выбранному из базы данных сигналу.
База данных сигналов может быть сформирована при помощи кремниевого фотодиода, работающего в линейной области приема сигнала в фотодиодном режиме.
На измерительной площадке в качестве фотоприемников размещают в линейной области приема сигнала исследуемого процесса, по крайней мере, один фотодиод, работающий в стандартном спектральном диапазоне и фотодиод, работающий за синим светофильтром.
За счет использования всей совокупности признаков заявляемого способа осуществляется надежный, бесконтактный запуск регистрирующей аппаратуры, например, скоростных камер, регистраторов сигналов, осциллографов и т.п., по выбранному из базы данных световому сигналу, соответствующему заданной фазе процесса.
На фигуре изображена схема, поясняющая заявляемый способ. До испытаний при помощи фотоприемника 2 в виде кремниевого фотодиода, работающего в линейной области приема сигнала в фотодиодном режиме, формируют базу данных сигналов, характеризующих зависимость освещенности процессов, сопровождающегося энерговыделением, от времени. Из базы данных выбирают сигнал, уровень и форма, которого соответствует заданной фазе исследуемого процесса, например выстрелу из пушки 1.
Производят настройку регистрирующей аппаратуры 3 (видеокамеры) по тому или иному процессу (взрыв, высокоскоростной удар и т.п.), чтобы оставаться в линейной неискаженной области приема сигнала во избежание временных ошибок.
На измерительной площадке, проанализировав расстояние от пушки 1, угловую ориентацию, размещают в линейной области приема сигнала исследуемого процесса, по крайней мере, два фотоприемника 2: один фотодиод, работающий в стандартном спектральном диапазоне, и фотодиод, работающий за синим светофильтром 4. При использовании кремниевых фотодиодов, работающих практически безинерционно в фотодиодном режиме. фотоприемники 2 имеют широкую спектральную чувствительность, включающую всю видимую и ближнюю инфракрасные области. Применение синего светофильтра 4, например в виде синего стекла СС-8, позволяет выявлять самые незначительные энерговыделения, сопровождающие сложный газодинамический, аэробаллистический или взрывной процесс.В ходе исследуемого процесса, регистрируют и анализируют получаемые сигналы. Запуск регистрирующей аппаратуры 3 осуществляют сигналом с синхронного выхода осциллографа 5 в момент появления на одном из его входных каналов, к которым подключены фотодиоды (фотоприемники) 2, сигнала, уровень которого соответствует выбранному из базы данных сигналу. В момент выхода метаемого объекта из канала ствола пушки 1 за счет пороховых газов формируется изменение освещенности, регистрируемое осциллографом 5 с помощью фотоприемников 2. В зависимости от задачи, стоящей перед регистрирующей аппаратурой 3, например, такая как фиксация начала движения метаемого объекта на участке свободного полета или фиксация поведения противооткатных механизмов после истечения пороховых газов из ствола, из базы данных выбирают уровень и форму сигнала, соответствующего заданной фазе исследуемого процесса, т.е. определяют условия запуска для ожидаемого светового сигнала, которые могут быть: по положительному изменению освещенности при «малом» пороге запуска, что соответствует началу процесса; по превышению заданного порога при «высоком» пороге запуска, что соответствует известной амплитуде светового сигнала; а также по отрицательному изменению освещенности - окончание процесса свечения. В момент запуска осциллографа 5 происходит формирование синхронного сигнала для запуска регистрирующей аппаратуры 3, а полученный световой сигнал может быть дополнительно сохранен и внесен в базу данных. Таким образом, запуск регистрирующей аппаратуры осуществляется надежным, бесконтактным способом с привязкой к характерным фазам исследуемого процесса, сопровождающегося свечением, данные о котором находятся в базе данных.
1. Бесконтактный способ запуска регистрирующей аппаратуры, синхронизированного с процессами, сопровождающимися свечением, включающий формирование сигнала на запуск регистрирующей аппаратуры при заданном уровне освещенности исследуемого процесса, отличающийся тем, что формируют базу данных сигналов, характеризующих зависимость освещенности процессов, сопровождающихся энерговыделением, от времени, из базы данных выбирают сигнал, уровень и форма которого соответствует заданной фазе исследуемого процесса, на измерительной площадке в линейной области приема сигналов исследуемого процесса размещают, по крайней мере, два фотоприемника, запуск регистрирующей аппаратуры осуществляют сигналом с синхронного выхода осциллографа в момент появления на одном из его входных каналов, к которым подключены фотоприемники, сигнала, уровень и форма которого соответствует выбранному из базы данных сигналу.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что базу данных формируют из сигналов, принятых в линейной области приема сигнала при помощи кремниевого фотодиода, работающего в фотодиодном режиме.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на измерительной площадке размещают в качестве фотоприемников в линейной области приема сигнала исследуемого процесса, по крайней мере, один фотодиод, работающий в видимом и ближнем спектральном диапазоне и фотодиод, работающий за синим светофильтром.
