Устройство для исследования оптических неоднородностей

 

О П И С А Н И Е (!!) 44296

ИЗОЫРЕтЕНИЯ

Союз Соеотскнх

Соцналнстнческих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.77 (21) 2525793j18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) И. Кл.з

6 01N 21/4G

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 535.322.4 (088.8) по делам изобретений н атнрытнй (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения

М. Н. Булхургин и О. Г. Шахрай (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОПТИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может оыть использовано в аэродинамике, океанологии, гидродинамике и т. д.

Извес!н!! устройства для исследования оптических нсодпородностей, содержащие источник света с узкополосным светофильтром, коллиматор, объектив и нож, выполненный в виде затемняющего фильтра из фотохромного материала (1).

Эти устройства обладают низкой точностью и надежностью измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретешпо является устройство для исследования оптических неоднородностей, содержащее источник света, конденсор, све товую диафрагму, коллпматор, приемный объектив, но?к, фотографический ооъектив, передающую телевизионную камеру, регистратор (2). 20

Это устройство обладает следующими недостатками.

Если в раоочем объеме находигся неоднородность с постоянным градиентом, раамср которой больше чем диаметр приемного 25 обьсктива, »а приемной части регистрирующего устройства се изображешгя не будет, а будет лишь !1змснснис общего уровня освещенности. Имеющиеся в рабочем объеме более мслкис неоднородности будут воспро- 30 изводиться с меньшим контрастом или совсем нс будут видны из-за того, что за счет действия большой неоднородности увеличивается постоянная составляющa51 освс!ценности. Это приводит к потере информации и

В КОИСЧПОМ СЧСТС K Спи:КСНИIО Эфч)СКТПВНОсти устройства.

Другим недостатком является низкая помехозащищенность устройства. Так, при измснсшш условий эксплуатации (тепловые деформации, механические перемещения узлов устройства и др.) изменяется взт!их!нос по;10?KcIIIIc ножа и пзоора?кения cB(TÎÂ011 диафрагмы, что приведет и изменению р"жима работы устройства п уменьшен!!ю чувствительности и контраста изображения.

Таким образом, известное устройство нс обладает достаточной помехозащищенностью и не позволяет регистрировать неоднородности, размеры которых превосходят величину диаметра приемного объектива.

Целью изобретения является повышение надежности контроля неоднородностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования оптически.; неоднородностей нц рабочую поверхность ножа нанесены фотопроводящие зоны, форма, размер и ориентация которых согласованы с формой, размером п ориентацией

l1aoopa i! eI«1H световой диафрагмы, а выхо744290 ды зон через усилители с переменными коэффициентами усиления попарно подключены к входам вычитающих схем, выходы которых подключены к входам регистрирующего устройства и к входам исполнительных механизмов.

Сушность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схгх а устройства.

Оно состоит из источника света 1, щелевой световой диафрагмы 2, конденсора (фоточувствительных зон) 3, коллиматора 4, приемного объектива 5, теневого ножа 6, фотографического объектива 7, телевизионной передающей камеры 8, усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления

9 — 12, схем разности 13 и 14, согласующих усилителей 15 и 16, исполнительных механизмов 17 и 18 и регистратора 19.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок света от коллиматора 4 проходит через исследуемую среду (материал) и поступает на вход приемного объектива 5, В задней фокальной плоскости объектива 5 формируется изображение световой диафрагмы 1. Это изображение сформировано на рабочей поверхности теневого ножа 6 и перекрывает фоточувствительные зоны 3. Световой поток, принимаемый фоточувствительными зонами, преобразуется в электрический сигнал, который поступает на входы усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления 9 — 12, с выходов которых сигналы поступают на входы схем разностей 13, 14. На выходах схем 13, 14 образуются сигналы разности, равные:

ЬУ = яЕ, (SP, — S,Ê,), где Ео — освещенность фотопроводящей зоны; е — чувствительность ка;

Sinai — плошадь перекрытия зоны 3 изображения световой диафрагмы 2;

Ки — коэффициенты передачи усилителей 9 — 12.

Эти сигналы через согласующие усилители 15, 16 поступают на вход регистрирующего устройства 19 и на исполнительные механизмы 17, 18, которые перемещаютнож в соответствующих направлениях до тех пор, пока сигналы разности не станут равными нулю. Это положение соответствует оптимальной настройке прибора и грубо определяется размерами фотопроводящих зон. Точная юстировка осуществляется изменением коэффициентов передачи усилителей 9, 12.

Модуляция светового потока, прошедшего черсз среду, проявляется в изменении формы изображения световой диафрагмы 2, что соответствует получению изобра>кений неоднородностей на экране регистрируюше!

О !

З0

4 го устройства 19. Время изменения формы изображения световой диафрагмы гораздо меньше, чем время срабатывания исполнительных механизмов 17, 18, поэтому прибор позволяет регистрировать такие неоднородности в виде изображений, При попадании в рабочий объем протяженных неоднородностей или при воздействии температурных, гидростатических и прочих помех, происходит длительное или постоянное смещение изобра>кения световой диафрагмы относительно фотопроводящих зон 3, что приводит к образованию сигналов разностей и срабатыванию исполнительных механизмов 17.

18. Сигналы разностей от протя>кенпых неоднородностей обычно гораздо более высокочастотные, чем сигналы, вызванные температурными и гидростатическими помехами, поэтому они легко разделяются в согласующих усилителях 15, 16 и поступают на вход регистрирующего устройства 19, а низкочастотные сигналы поступают иа исполнительные механизмы 17, 18, которые удерживают ширину открытой части изображения световой диафрагмы равной первоначальной настройке прибора на максимальнуюю чувствительность.

Высокочастотный сигнал, отражающий протяженные неоднородности с выхода согласующего усилителя 15, 16, поступает иа регистрирующее устройство 19, где он прсооразуется в одномерный сигнал.

Таким образом, исключая влияние помех на чувствительность, устройство позволясг повысить надежность регистрации неоднородности с размерами меньше, чем диаметр входного отверстия приемного объектива 5 в виде изображений и крупные неоднородности с размерами большими, чем входной диаметр объектива 5 в виде одномерного сигнала.

Устройство заменяет теневой прибор с ббльшими входными диаметрами объективов, что уменьшает вес и удешевляет стоимость прибора.

Формула изобретения

Устройство для исследования оптических неоднородностей, содержащее источник света, конденсор, световую диафрагму, коллиматор, приемный объектив, по>к, фотографический объектив, передающую телевизионную камеру, регистратор, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля неоднородностей, на рабочую поверхность ножа нанесены фотопроводяшие зоны, форма, размер и ориентация которых согласованы с формой, размером и ориентацией изооражения световой диафрагмы, а выходы зон через усилители с переменными коэффициентами усиления попарно подключены к входам вычитающих схем, выходы которых подключены к входам регистрирующего устройства и к входам исполнительных механизмов, 744296

Составитель М. Дедловский

Текред В. Серякова

Редактор H. Коляда

Заказ 774/17 Изд. № 318 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делаги изобретений и откры.пш

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, Hp. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 296950, кл. G 01Х 21/46, 1970.

2. Васильев Л, A. Теневые методы, М., «Наука», 1968, с. 196 — 201 (прототип) .

Корректоры: Е. Осипова и А. Степанова