Устройство для определения скоростныххарактеристик текучей среды

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и»838583

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 261079 . (21). 2832658/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Опубликовано 150681 Бюллетень Мо 22

Дата опубликования описания 150681 (Я)м. кл.з

G 01 P 5/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 532. 574 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.И. Ивин и Л.В. Грехов

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к измерительной технике и,может быть использовано для определения скоростных характеристик потоков жидкостей и газа визу5 альным способом.

Известно устройство, при помощи которого скоростные характеристики потока определяются в проходящем свете фотографическим способом (1j.

Недостатком такого устройства является необходимость в больших размерах визуализирующих поток меток, что ведет к большим погрешностям измерений.

Наиболее близко к предлагаемому- 15 устройство для измерения скоростных характеристик потоков, работающее в рассеянном свете, содержащее оптически прозрачный канал, источник света, оптическую систему для созда- 2() ния плоского светового ножа и фоторегистратор движения изображения частиц, взвешенных в потоке. При этом регистратор установлен ортогонально источнику света и оптической системе. Напротив фоторегистратора установлен фоновый экран темного цвета (21.

Недостатком известного устройства являетдя невысокая точность измерений скорости, связанная с малым коли- ЗО чеством рассеянного над прямым углом света, что приводит к необходимости увеличения размеров частиц и ухудшения качества визуализации.

Цель изобретения — повышение точности определения скоростных характеристик текучей среды за счет улучшения качества визуализации потока.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введен непрозрачный экран, расположенный между центральной частью источника света и линзовой системой, а источник света и линзовая система расположены между каналом и регистратором. При этом в качестве фонового экрана применен имитатор абсолютно черного тела, выполненный в виде полого объема с отверстием, оптически связанным с исследуемой областью текучей среды.

Работа предложенного устройства основана на особенностях рассеивания света мелкими частицами, для которых d/1 = 10, где d — диаметр частиц; Л- длина волны света. Для таких частиц (например размером 5 мк при дневном освещении ) интенсивность рассеянного в направлении источника света в 100 раз превышает световой

838583 поток, рассеянный в поперечном направлении.

Для увеличения чувствительности прибора путем увеличения контраста изображения регистрируемых неоднород ностей в направлении от линзовой системы на участок исследуемой среды за последней помещен имитатор абсолютного черного тела.

На чертеже схематически представлено устройство для определения скоростных характеристик текучей среды.

Устройство содержит канал 1, в котором течет прозрачный поток со взвешенными в нем частицами 2. Канал снабжен прозрачным окном 3, напротив которого — объектив 4, используемый в 15 качестве регистратора фотографической камеры 5 со светочувствительным материалом б. Источник 7 света представляет собой капиллярную ксеноновую лампу, ось которой перпендикуляр- 2О на плоскости рисунка. От засвечивания фотоматериала лампа с обратной к потоку стороны закрыта экраном 8. В устройстве используется имитатор 9 абсолютно черного тела с окном 10, расположенное вдоль направления потока зеркало 11.. В устройстве на регистрацию поступают лучи отраженного от частиц света, составляющие угол, близкий к 180О к лучам падающего света, что достигается центральным расположением источника света. Одновременно источник изымает из потока отраженного света лучи, которые должны были пройти через оптический центр объектива. В целях уменьшения засвет-З5 ки всего поля фотоматериала внутренняя поверхность канала покрыта матовой черной краской, а окно имитатора не защищено стеклом. Вдув чистой среды в имитатор уменьшает попадание в 4О него взвешенных частиц.

По сравнению с известным устройством для оптического исследования текучей среды предлагаемое позволяет в несколько сот раз увеличить отраженный от частиц световой поток, что допускает при той же электронной аппаратуре, генерирующей световые импульсы, увеличить частоту их следования или уменьшить размер используемых частиц.

Формула изобретения

1. Устройство для определения скоростных характеристик текучей среды со взвешенными в ней частицами, содержащее оптически прозрачный канал, импульсный источник света, линзовую систему, фоновый экран и регистратор изображения движущихся частиц, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет. повышения качества визуализации текучей среды, в него введен непрозрачный экран, расположенный между источником света и линзовой системой, а источник света и линзовая система расположены между каналом и регистратором.

2. Устройство по и. 1, о т л и .— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве фонового экрана применен имитатор абсолютно черного тела, выполненный в виде полого объема с отверстием, оптически связанным с исследуемой областью текучей среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 71258, кл. G 01 Р 5/20, 1947.

2. Фидман Б.A. и др. Исследование турбулентности методом фото- и киносъемки. Сб. "Динамика и термика речных потоков". И., "Наука", 1972, с. 109-126 (прототип).

ЗЗВ583

Составитель Ю. Власов

Редактор С. Тимохина Техред З.фанта Корректор О. Билак

Заказ 4418/67 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4