СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПОВЕРХНОСТИ В БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССАХ Российский патент 2013 года по МПК G01D21/00 G02B27/50 G02B23/24 

Система относится к области измерительной техники, а, именно, к регистрации параметров движущейся поверхности лайнера при исследовании одноразовых быстропротекающих процессов.

Известно несколько систем, реализующих методические подходы при регистрации динамики состояния движущейся поверхности лайнера (скорость, асимметрия, время и сопутствующие движению газодинамические процессы): электроконтактный (Быстрое инициирование взрывчатых веществ. Особые режимы детонации. Сборник научных статей под ред. Т.И. Таржанова. Снежинок, 1998 г. [1]), электрооптический (Способ определения асимметрии движения поверхностей. Патент РФ №2364834. Н.Д. Анохин, В.В. Баканов, И.Н. Будников и др. Опубликован 20.08.2011, бюллетень №23. 2007 г. [2]), фотохронографический (прототип) (Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов. А.С. Дубовик. М.: Наука. 1984 г. [3]). Их объединяет свойство измерения определенным инструментом скорости и асимметрии, реализующихся на поверхности лайнера в определенный момент движения лайнера. При электроконтактном подходе [1] в системе в направлении движения лайнера установлены электроконтактные датчики на определенных базах измерения, при этом регистрируют на электронном осциллографе результат взаимодействия лайнера с электроконтактными датчиками в виде электрических сигналов; при электрооптическом подходе [2] в системе на пути движения лайнера установлены контактнооптические датчики, при этом регистрируют результат взаимодействия лайнера с контактнооптическими датчиками в виде световых и электрических импульсов с помощью электронных осциллографов; в системе, реализующей фотохронографический подход (прототип) [3], в направлении движения лайнера установлен оптический приемник, являющийся оптическим средством трансляции информации о динамике состояния поверхности лайнера, при этом регистрируют результат взаимодействия лайнера с оптическим приемником в виде фотохронограммы с помощью сверхскоростного фотохронографического регистратора.

Основным недостатком подходов - электроконтактного [1] и электрооптического [2] является дискретная регистрация динамики состояния движущейся поверхности лайнера. Этот недостаток устраняется в [3] при использовании в качестве оптического средства трансляции информации о динамике состоянии поверхности лайнера оптического приемника сферической формы, изготовленного из оптически прозрачного материала. С помощью оптического приемника передается информация на фотохронографический регистратор, позволяющий зарегистрировать состояние отдельных участков поверхности лайнера в виде растрового изображения на фотопленке. Недостаток прототипа состоит в низком уровне разрешения полученного изображения.

Решаемая задача состоит в повышении надежности и достоверности регистрации динамики состояния движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах.

Технический результат изобретения направлен на повышение уровня разрешения изображения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в отличие от известной системы регистрации параметров движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах, содержащей расположенный перед поверхностью вдоль направления ее движения оптическое средство трансляции информации о динамике состоянии поверхности, связанное с регистратором изображения поверхности, в заявляемой системе оптическим средством трансляции информации о динамике состояния поверхности служит жесткий технический эндоскоп, обеспеченный возможностью подсветки регистрируемой поверхности.

Кроме того, в конкретной реализации в системе регистрации параметров движущейся поверхности лайнера эндоскоп может быть оснащен каналом лазерной подсветки, а регистратором может служить цифровая камера. При этом цифровая камера может быть связана с вычислительным центром для обработки результатов регистрации.

Выбор средства трансляции информации о состоянии поверхности лайнера в виде технического эндоскопа при наличии в системе возможности организации подсветки регистрируемой поверхности позволяет повысить качество передачи информации о состоянии поверхности и качество регистрации изображения. Обеспечены условия повышения разрешения изображения за счет увеличения разрешающей способности заявляемой системы до 39 лин/мм вместо 19 лин/мм в фотохронографической системе, Таким образом, предложенный подход позволяет осуществить возможность выхода при регистрации на качественно иной тип техники регистрации изображений.

На фиг. схематично изображена заявляемая система, реализованная во взрывном эксперименте.

На схеме под проекцией поверхности движущегося лайнера (1) установлен промышленный жесткий технический эндоскоп ТЭ-80-63-90-60, транслирующий информацию о состоянии поверхности в процессе движения (2) с боковым обзором. В эндоскопе параллельно оптической оси расположены световоды лазерной подсветки (6). Дисторный торец (4) эндоскопа расположен внутри защитного устройства (3) - микроказемата. На дисторный торец наведена цифровая кинокамера (регистратор) (5), которая сфокусирована на поверхность лайнера. С кинокамеры информация поступает на вычислительный центр, в котором с помощью программного обеспечения обрабатывается информация по состоянию поверхности движущегося лайнера в определенный момент времени.

Для проверки системы проведен взрывной эксперимент, в котором экспериментальная сборка содержала бинарную оболочку, состоящую из оболочки из алюминиевого сплава толщиной δ=3 мм и медной оболочки толщиной δ=2 мм; бинарная оболочка нагружалась слоем пластического взрывчатого вещества (ВВ) на основе ТЭНа, сынициированного по поверхности с помощью детонационной разводки в нескольких зонах. Детонационную разводку инициировали электродетонатором (7).

Оболочку устанавливали на контейнер из стали, объем под оболочкой вакуумировали до остаточного давления 0,1 атм. Под оболочкой перпендикулярно оси устанавливался технический эндоскоп с лазерной подсветкой, дисторный торец которого был выведен в микроказемат и на который была настроена цифровая кинокамера.

При подаче высоковольтного импульса электродетонатором подрывается пластическое ВВ, и продукты взрыва нагружают бинарную оболочку (1) с регистрируемой движущейся поверхностью. В момент выхода ударной волны на внутреннюю поверхность оболочка начинает двигаться. В процессе движения состояние регистрируемой поверхности изменяется, и весь процесс через эндоскоп (2) регистрируется с помощью цифровой камеры (5) Sansikam. Полученное изображение демонстрирует динамику процесса движения поверхности оболочки с более высоким разрешением. Внедрение системы позволяет повысить надежность и достоверность регистрации за счет повышения разрешение изображения посредством применения эндоскопа с подсветкой и прогрессивной цифровой техники для исследования одноразовых быстропротекающих процессов.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается системы регистрации параметров движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах. Система содержит расположенный перед поверхностью вдоль направления ее движения оптическое средство трансляции информации о динамике состояния поверхности, связанное с регистратором изображения поверхности. Средством трансляции информации о динамике состояния поверхности служит жесткий технический эндоскоп, обеспеченный возможностью подсветки регистрируемой поверхности. Кроме того, эндоскоп может быть оснащен каналом лазерной подсветки, а регистратором может служить цифровая камера. При этом цифровая камера может быть связана с вычислительным центром для обработки результатов регистрации. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности системы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система регистрации параметров движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах, содержащая расположенный перед поверхностью вдоль направления ее движения оптическое средство трансляции информации о динамике состояния поверхности, связанное с регистратором изображения поверхности, отличающаяся тем, что средством трансляции информации о динамике состояния поверхности служит жесткий технический эндоскоп, обеспеченный возможностью подсветки регистрируемой поверхности.

2. Система регистрации параметров движущейся поверхности лайнера по п.1, отличающаяся тем, что эндоскоп оснащен каналом лазерной подсветки.

3. Система регистрации параметров движущейся поверхности лайнера по п.1, отличающаяся тем, что регистратором служит цифровая камера.

4. Система регистрации параметров движущейся поверхности лайнера по п.3, отличающаяся тем, что цифровая камера связана с вычислительным центром.