Фотоэлектрическое теневое устройство

 

ОП ИСАНИ-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{Щ1 62419О (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заивлено 2501.77 (2l) 2447224/18-25 с присоединением заявки УЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 150978. Бюллетень ph (45) Дата опубликования описания 070878 (5}) N. Ka ф62 В 27/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (вв} YW 535.853 (088.8) Э,Ю.Дурович, А.П.Копылов, Э.И.Красовский, Е.В.Крастина и Б.В.Наумов (72) Авторы изобретения

Pl) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТЕНЕВОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для регистрации физических процессов, происходящих в оптически прозрачных средах и сопро- б вождающихся изменением градиента оптического показателя преломления, на.пример, в гидро- и аэродинамике

Известны фотоэлектрические теневые приборы, выполненные по автокол- Ю лимационной схеме е двойным прохождением света через анализируемый объем

1 °

1), в которых неоднородность располагается в параллельном пучке лучей.

Однако при исследовании слабых 18 градиентов показателя преломления чувствительности таких приборов оказывается недостаточно. Кроме того, использование нх наталкивается. на существенные трудности, так как они очень чувствительны k вибрациям.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является фотоэлектрическое теневое устройство (2 „ выполненное по автоколлимационной схеме с четырехкратным прохождением света через анализируемый объем, которое содержит: световую ,.диафрагму, образованную зеркальными ,ножами, конденсор и объектив.

Недостатком известного устройства является низкий динамический диапа зон и наличие зоны нечувствительности в области нулевых и близких к пороговым значений градиента показателя преломления, которые обусловлены остаточными абберациями и:дифракцион,ным рассеянием конечных изображений.

Целью настоящего изобретения является увеличение динамического диапазона и снижение порога чувствительности.

Цель достигается тем, что в фотоэлектрическом теневом устройстве, со держащем световую диафрагму, образованную зеркальными ножами, конденсор и объектив, введена дополнительная диафрагма, выполненная в виде полуплоскости и установленная между конденсором и световой диафрагмой, при этом кромка диафрагмы параллельна кромке ножей, а ножи смещены относительно фокальной плоскости объектива перпендикулярно оптической оси на расстояние 1-10% диаметра объектива.

Схема устройства изображена на чертеже.

Устройство содержит источник света 1, конденсор 2, виньетирующую диафрагму 3, световую диафрагму 4,объек«3 slg4 °

62419 тив 5 и автоколлимационное зеркало 6 и фотоприемник 7. устр-йство работает следующим образом.

Иэображение источника света 1 конденсором :, через установленную в плоскости,- сопряженной с поперечным сечением анализируемого объема, дополнительную виньетирующую диафрагму

3 проектируется в плоскость световой пиафрагмы 4, содержащей две зеркальные грани, и направляется в объектив 5. Пройдя объектив 5 и анализиру- 10 емый объем, пучок отражается от автоколлимационного зеркала 6, вновь проходит анализируемый объем, объектив и на зеркале (диафрагме) 4 (одной иэ граней световой диафрагмы, перпенди 15 кулярной оптической оси),:плоскость которого совмещена с передней фокальной плоскостью объектива, строит промежуточное изображение аветовой диафрагмы. Отразившись от автоколлимационного зеркала, световой пучок вйовь в прямом и обратном ходе проходит объектив, анализируемый объем и формирует конечное изображение све; товой диафрагмы, совпадающее с самой диафрагмой.

Так как зеркальный нож (наклонная грань диафрагмы) смещен относительно фокальной плоскости объектива, то ,часть светового потока падает на его кромку и попадает на,фотоприемник 7, увеличивая при этом сигнал фана.

;Виньетирование части светового пучка диафрагмой 3, при наличии неоднород-. ности в анализируемом объеме, приводит к тому, что одно иэ конечных иэображений, соответствующее этой половине пучка и расположенное в фокальной плоскости объектива, исчезнет.

При смещении оставшегося одного конечного иэображения, при увеличении

40 градиента показатечя преломления в неоднородности будет иметь место только увеличение светового потока за счет края изображения, выходящего на кромку ножа.

Благодаря этому зоны нечувствитель- 45 ности в области нулевых и близких к

7 пороговым значений градиента покаэате ля преломления нет, что ведет к уменьшению порога чувствительности и увеличению динамического диапазона приборов, выполненных по данной схеме.

Кроме того, за счет смещения лоскости зеркального ножа. относительно передней фокальной плоскости объектива наблюдается увеличение динамического диапазона прибора применительно к знакопеременному сигналу в области пороговых градиентов и увеличение чувствительности в .этой же области.

Увеличение динамического диапазона и уменьшение порога чувствительности приборов, выполненных по автоколлимационной схеме с четырехкратным прохождением света через анализируемый объем и виньетированием свето вого пучка, делает их более эффективными при исследованиях в области гид ро- и аэродинамики и расширяет возможности их применения.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое теневое устройство, содержащее световую диафрагму, образованную зеркальными ножами, койденсор и объектив, о т л и ч а ю щ ее с я «ем, что, с целью увеличения динамического диапазона и снижения порога чувствительности, в него введе на дополнительная диафрагма, выполненная в виде пблуплоскости и установленная между конденсором и световой диафрагмой, при этом кромка диафрагмы параллельна кромке ножей, а ножи смещены относительно фокальной плоскости объектива перпендикулярно оптической оси на расстояние 1-10% диаметра объектива.

Истсчники информации, принятые во внимайие при экспертиэег

Васильев Л. А. Теневые методь

< Наука < 1968 с. 19 °

2, Оптико--механическая промышленность 9 10, 1975, с.33, ЦНИИПИ Эаказ 5180/37 Тираж 621 .Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4