Оптический прибор для исследования прозрачных неоднородностей

 

ОПИСАНИЕ< 890169

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическими

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву "" 758043 (22) Заявлено 19 ° 12 ° 79 (21) 2856684/1 8-25 (1 ) щ с присоединением заявки №

G 01 N 21/45

1офАеретеенный комитет

СССР (23) ПриоритетОпубликовано 15 ° 12, 81- Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 1 5 . 1 2, 81 по делам нзооретеннй н открытий (53) УД1 535.322. . 4(088. 8) 72) Авторы ов, И.А. Камалов М .Ю.-Л. Шаров (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЗРАЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к оптическому приборостроению, предназначено для использования при изучении нестационарных процессов и может найти применение при определении параметров прозрачных неоднородностей (газовый поток, плазма, стекло и т.д.) посредством измерения углов отклонения лучей, прошедших через неоднородность.

По основному авт.св. Г 758043 известен оптический прибор для исследования прозрачных неоднородностей, содержащий осветитель с источником света и конденсорной системой, входную щель, объектив коллиматора, камеру с исследуемой неоднородностью, объектив приемной части, визуализирующую диафрагму в виде ножа

Фуко и блок регистрации теневой картины, состоящей из фотографического объектива и приемника. Перед входной щелью и позади визуализирующей диаф" рагмы введены, соответственно, входной и выходной отражательные призменные блоки из четырех .прямоуголь" ных призм каждый, катетные грани которых образуют прямоугольник, центры которого совмещены с оптической осью, а его плоскость перпендикулярна к ней, зеркальные гипотенуэные грани обращены s сторону объекти" вов и развернуты по отношению к одно" именным граням соседних призм на угол

90о, в плоскости входной щели уста" новлена дополнительная щель, источники света в осветителе расположены на зеркальных отображениях оптической оси входным призменным блоком с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оптической оси, а в плоскости визуализирующей диафрагмы помещены вспомогательные ножи Фуко, перекрывающие изображения источ20 ников света, образуемые объективом приемной части (1).

Однако известный оптический прибор не обеспечивает необходимую точность

89016 измерений при определении мгновенных значений параметров нестационарных и быстроизменяющихся неоднородностей, например газовых теченйй, возникающих при взаимодействии ударной волны с моделями. Это обусловлено тем, что такого типа неоднородности отклоняют лучи в различных направлениях, а из" вестный оптический прибор позволяет измерять углы отклонения световых 36 лучей только в одном направлении, а именно в направлении, перпендикуляр" ном общему направлению входных щелей (и ножей Фуко) прибора. В направлении, параллельном входным щелям, известный оптический прибор нечувствителен. Поэтому при произвольных отклонениях лучей неоднородностью известный прибор измеряет только величину составляющей угла отклонения на . щ зто направление, что не позволяет с достаточной точностью определить параметры и структуру неоднородности.

Целью изобретения является павы; шение точности измерений при опреде- у лении мгновенных значений параметров неоднородностей, отклоняющих световые лучи в произвольных направлениях„

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом приборе для исследования прозрачных неоднородностей дополнительная входная щель и вспомогательные ножи Ф ко снабжены дополнительно блоком синхронного поворота с возможностью их наклона на угол 90О в плоскостях, перпендику" лярных оптической оси прибора„ причем один выход блока синхронного поворота связан с дополнительной входной щелью, другой - со вспомогательными ножами

Фуко.

На чертеже -представлена схема оптического прибора для исследования прозрачных неоднородностей.

Прибор состоит из осветителя, 43 включающего источники света 1-4 и конденсорные системы 5-8. По ходу лучей от источников света расположен входной отражательный приэменный блок

9, основная 10 и дополнительная 11 ® входные щели, поворотное зеркало 12, объектив 13 коллиматора, камера с исследуемой неоднородностью 14,- объектив 15 приемной части, поворотное зеркало 16, основной 17 и вспомогательные 18-20 ножи Фуко, выходной отражательный призменный блок 21.

Блок регистрации теневых картин

9 1 включает фотографические объективы

22-25 и приемники 26"29. Входной 9 и выходной 21 отражательные призменные блоки состоят каждый иэ четырех прямоугольных призм, их катетные грани образуют прямоугольник, центр которого совмещен с оптической осью, а его плоскость перпендикулярна оптической оси; кроме того, в каждом призменном блоке прямоугольные призмы расположены так, что зеркальные гипотенузные грани обращены в сторону объективов и развернуты по о1ношению к одноименным граням соседних призм на угол 90 ° Источники света 1-4 в осветителе установлены на зеркальных отображениях оптической оси входным призменным блоком 9 с возможностью перемещения в,плоскости, препендикулярной оптической оси. Для осуществления наклона на угол 90

О дополнительной щели 11 и вспомогательных ножей Фуко 18 и 20 в плоскости, перпендикулярной оптической оси прибора, служит блок синхронного поворота 30, один. выход которого связан с дополнительной входной щелью

11, другой » со вспомогательными ножами Фуко 18 и 20, перекрывающими изображение дополнительной входной щели.

Оптический прибор работает следующим образом.

Источники света 1-4,.расположенные на зеркальных отображениях оптической оси входным призменным блоком 9, конденсорными системами 5-8, раздельно фокусируются на основной

10 и дополнительной 11 входных щелях.

Дополнительная щель при этом расположена под углом 90 к основной щели. Разворот дополнительной щели на

90 осуществлен синхронно с разворотом пары вспомогательных ножей Фуко

18 и 20 с помощью блока синхронного поворота 30. Каждая из четырех половин входных щелей с помощью поворотного зеркала 12, объективов 13 и !5, поворотного зеркала 16 изображается на соответствующем ноже Фуко 17-20.

Выходной отражательный блок 21 направляет световые лучи в блок регистрации теневых картин, включающий в себя фотографические объективы 22-25 и приемники 26"29. Два из этих приемников, например 26 и 27 регистрируют теневую картину при экранировании иэображений источников света горизонтально расположенными ножами Фуко

890169

1о и 20, а два других (28 и 29) вертикально расположенными ножами

Фуко 17 .и 19. При исследовании неоднородности 14, отклоняющей световые лучи в произвольных направлениях, приемники 26 и 27 регистрируют составляющие 1 .у отклонения лучей в вертикальном направлении> а приемни" ки 28 и 29 - составляющие с 1, отклонения лучей в горизонтальном направлении, По измеренным составляющим величинам отклонения лучей 8у и с соответственно в вертикальном и горизонтальном направлениях вычисляется величина .вектора (модуль вектора

/И/) отклонения световых лучей и направление 1 (на чертеже не показано) этого вектора отклонения относительно горизонтального направления: Я 1 и= и e, 1 K =

Использование изобретения позволяет получить более точную информацию о величине и направлении отклонения лучей, прошедших через исследуемую неоднородность, а это приводит к повышению точности определения параметров и структуры исследуемой неоднородности. Действительно, при получении мгновенных картин быстропротекающих процессов предлагаемый оптический прибор позволяет в одном опыте получать одновременно теневые картины, которые несут информацию об отклонениях. световых лучей неоднородностью в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет находить для заданного момента време. ни и величину и направление отклонения лучей. При работе же с известным оптическим прибором при этом потреоовалось бы проведение не менее двух опытов, в каждом из которых необходим был, например, поворот неоднородности на 90 . А так как воспроизведение о подобных быстропротекающих процессов недостаточно хорошее, то и определение мгновенных параметров производится со значительно большей ошибкой, чем при работе с предлагаемым прибором, При измерениях с помощью предлагаемого устройства снижаются также и экономические затраты на исследова" ния за счет сокращения числа прово19 димых экспериментов при исследовании, например, процессов в ударных трубах.

Формула изобретения

2О

Опт ический и рибор для исследования прозрачных неоднородностей по авт.св . 11,758043> о т л и ч а ю щ и йЪЬ ся тем что с целью повышения точ> ности измерений, в нем дополнительная входная щель и вспомогательные ножи Фуко снабжены дополнительно блоком синхронного поворота с возможностью их наклона на угол 90 в плоскостях, перпендикулярных оптической оси прибора, причем один выход блока синхронного поворота связан с дополнительной входной щелью, другой - со вспомогательными ножами Фуко.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетель ство СССР

40 N 758043, кл. G 02 8 27/00, 1978 (прототип).

890169

Составитель В.Юртаев

Редактор С.Тимохина Техред А. Бабинец

Корректор М.Демчик:

Филиал ППП Патент", r.Óærîðîä, ул,Проектная, 4

ВВЮ ° Ф

Заказ t0956/67 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5