Теневое телевизионное устройство дляисследования пространственно-bpemeh-ной динамики оптических неоднороднос- тей b прозрачных средах

 

Союз Советскик

Социалистических

Ресвубиик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРЧИК©Д4У ЛЬСТ®У (61 } Доттоттнмтельиое к авт. свмд-ву (22) Заявлено 01. 02. 79 (21) 2719878/18-10 (1}М с присеедмненмеал эаявкм Н9 (23) Прмормтвт

602 В 27/30

Гасударственный к0мятет

СССР яа делам кюбретенкй м открытий

Опубликовано 070281.бюллетень ИВ

Дата опубликования описания 0%02.81 (53} УДК535. 8 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Н. Волова, В. С. Гузеев, A. П. Копылов, А. Н. Королев, Э. И. Красовский, A. Г. Лысенко, Б. В. На --и — В.К Р г

I,5

1 (71) Заявитель (54 ) ТЕНЕВОЕ ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ОПТИЧЕСКИХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ПРОЗРАЧНЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к области технической физики, в частности к оптическому приборостроению, и может быть использовано при изучении пространственно-временной динамики оптических неоднородностей в прозрачных средах в аэро- и гидродинамических исследованиях.

Известны оптические устройства для исследования неоднородностей в прозрачных средах, основанные на теневых методах визуализации оптическик неоднородностей и измерении нх покаэателей преломления, содержащие осветительные н приемные блоки с визуализирующей диафрагмой (1).

Из известных устройств такого типа наиболее близким по технической .сущности к предложенному устройству является автоколлимационный телевизионный теневой прибор визуализации оптических неоднородностей, содержащий теневой прибор визуализации и телевизионную систему со светопреобразователем и видеоконтрольным устройством (2).

В тех случаях, когда необходимо изучение объектов, поперечные размеры которых составляют величину по.рядка метра, использование указанноro прибора нецелесообразно, так как увеличение диаметра головного объектива до такого размера приводит к увеличению его фокусного расстояния до величины порядка десятка метров.

Пелью изобретения является увеличение размеров просмотрового объема устройства при сохранении чувстви1© тельности и его продольных габаритов.

Это достигается тем, что теневое телевизионное устройство для исследования пространственно-временной динамики оптических неоднородностей в прозрачных средах, содержащее теневой прибор визуализации оптических неоднородностей, телевизионную систему со светопреобразователем и видеоконтрольным устройством, снабжено дополнительными теневьаи и приборами оптических неоднородностей, установленными последовательно на одном основании, между ними и светопреобразователем размещается оптическая система сопряжения изображений, а между светопреобразователем и видеоконтрольным устройством устанавливается устройство реверсивной записи. телевизионного сигнала, обеспечивающее формирование многострочной панорамы изучаемого объекта, светопре802901 образователь, выполненный с однострочной разверткой изображения, линия развертки которой оптически сопряжена с линией, проходящей через поперечные сечения всех просмотровых объемов.

В качестве оптической системы сопряжения изображения может быть использована система, выполненная иэ последовательно расположенных волоконного коллектора и объектива.

На чертеже изображена принципиальная схема одного из вариантов выполнения предложенного устройства.

Устройство содержит несколько автоколлимационных теневых приборов 1-4, расположенных на одном основании в одну линию, оптическую систему 5, установленную за приборами.визуализации и сопрягающую плоскость изображений оптических неоднородностей, создава- емых приборами визуализации, с плос- 20 костью фотокатода светопреобразователя 6, устройство 7 реверсивной записи телевизионного сигнала, видеоконтрольное устройство 8. Оптическая система 5 может состоять из волоконного регулярного коллектора 9 и проекционного объектива 10.

Каждый из автоколлимационных теневых приборов 1-4 формирует иэображение оптических неоднородностей, нахо- З дящихся в просмотровом объеме среды в зоне действия соответствующего прибора. С плоскостью иэображений совмещаются входные торцы гибких волоконных регулярных жгутов коллектора 9, выходные торцы регулярных жгутов, предназначенных для передачи изображения, соединены параллельно в один блок, следовательно на выходном торце такого регулярного волоконного коллектора 9 будет сформировано изо- 40 бражение неоднородностей, расположенных во всем просмотровом объеме. С помощью проекционного объектива 10 иэображение неоднородностей проектируется на фотокатод светопреобразова- 4 теля 6, выполненного с однострочной разверткой изображения, при этом линия развертки изображения оптически сопряжена с линией, проходящей через поперечные сечения всех просмотровых объемов. Сигналы со светопреобраэователя 6 воспринимаются устройством 7 реверсивной записи телевизионного сигнала, которое обеспечивает формирование многострочной панорамы изучаемого объекта за сМет последовательной записи и запоминания отдельных строк изображения оптических неоднородностей, формируемых светопреобразователем. Сформированный кадр, характеризующий пространственно-вре- Щ) менную динамику оптических неоднородностей, находящися в изучаемой среде (которая либо изменяет свою структуру с течением времени, либо меняет свое положение относительно входного зрачка описываемого устройства), воспроизводится на экране видеоконтрольного устройства 8. За время существования кадра на экране видеоконтрольного устройства идет процесс формирования следующего кадра в устройстве реверсивной записи телевизионного сигнала.

Использование в приборах визуализации непрерывных источников излучения позволяет производить запись строк непрерывно и этим снизить до минимума потери информации о поле оптических неоднородностей среды, проходящей через просмотровый объем.

Применение в теневом телевизионном устройстве нескольких приборов визуализации достаточно малых габаритов обуславливает и малые габариты всего устройства, что особенно важно при использовании устройства во внелабораторных условиях, когда жестки требования как к самим габаритам, так и к необходимости (для сохранения необходимой чувствительности) уменьшения влияния дестабилизирующих факторов, например вибраций или флуктуации плотности воздушной среды внутри устройства; при гидродинамических исследованиях малые габариты устройства позволяют увеличить максимальную глубину, на которой оно может работать.

Размещение приборов визуализации на едином основании в одну линию и использование светопреобразователя с однострочной разэерткой изображения, линия которой оптически сопряжена с линией, проходящей через поперечные сечения всех просмотровых объемов, позволяет снизить потери в информации от изучаемых неоднородностей, а при использовании непрерывного источника излучения в приборах визуализации осуществлять изучение неоднородностей, меняющих свое положение относительно входного зрачка устройств в пространстве с поперечным размером порядка метра, практически без потерь в информации.

Формула изобретения

1. Теневое телевизионное устройство для исследования пространственно-временной динамики оптических неоднородностей в прозрачных средах, содержащее теневой прибор визуализации оптических неоднородностей, телевизионную систему со светопреобразователем и видеоконтрольным устройством, отличающее с я тем, что, с целью увеличения размеров просмотрового объема при сохранении чувствительности и продольных габаритов, оно снабжено дополнительными теневыми приборами визуализации оптических неоднородностей, установленными на одном основании, и оптической системой

802901

Составитель М. Лебедев

Подписное д

Заказ 0610 59 Тираж 550

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, сопряжения изображений, расположенной между теневыми приборами н светопреобразователем, а перед видеоконтрольным устройством размещен блок реверсивной записи телевизионного сигнала, Зари этом светопреобраэователь выполнен с однострочной разверткой изображения, линия развертки которой оптически сопряжена с линией, проходящей через поперечные сечения просмотровых объемов.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оптическая система, сопряжения изображений выполнена иэ последовательно расположенных волоконного коллектора и проекционного объектива.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 505943, кл. G 01 N 21/46, 1974.

2. Красовский Э. И. н др. Порог чувствительности автоколлимационного телевизионного теневого прибора.-ОМП, 1974, В 9, с. 32 (прототип).