Устройство для регистрации быстропротекающих процессов Советский патент 1987 года по МПК G01D9/02 

ИтпПро геине С1ТИОГИТГЯ к угтрпйгт- пам /71(я (}1птог-р,:1фичсской регнгтряции Гп,1ст)ог1р(тск лющих процегсон ,

ПРЛЬЮ inoPjjPTPHHJi является iioHhidie- Fiue 11адсжи(Н ти и точности устройгт- ра, т.е. точности регистрации как начальной, так и любой ит последующих фат быстропротекающих процессов.

На фиг, 1 изображена схема устройства для регистрации быстропротекающих процессов; на фиг. 2 - схема блока аптоматического регулирояа п я начальной задержки.

Устройство содержит импульсную лампу 1 с блоком 2 питания, блок 3 инициирования ра:эряда в импульсной лампе, блок 4 инициирования быстро- протекающего процесса (например,взрыва заряда ВВ или взрывающейся проволочки) , скоростной фоторегистратор (СФР) 5 с пультом 6 управления, дифференцирующую цепь, содержащую разделительный конденсатор 7 и делитель напряжения, состоящий из сопротивле- )И1Й 8 и 9, дифференцирующую ЦРПЬ, состоящую из конденсатора 10 и сопротивления 11 с диодом 12, три блока 13-15 задер $;ки, блок 16 автоматического регулирования задержки и ои- тическую систему 17. Между импульсной лампой 1 и фоторегистратором 5 расположен исследуемый объект 18.

Блок задержки содержит преобрагэо- ватель 19 частота - напряжение, усилитель напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, выпо:1ненный на операционном усилителе 20 с сопротивлениями 21-24, преобразователь 23 напряжение - частота, дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 26 и сопротивления 27, трех схем блоков 28-30 совпадений, трех инверторов 31-33, RS-триггера, собранного на элементах И 34, 35, интегрирующий цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора 37,диф- еренцирующеГ цепочки, состоящей из конденсатора 38 и сопротивления 39.

Устройство работает следующим обазом.

После запуска фоторегистратора 5 силенные каскадами предварительного усиления пульта 6 управления им- ульсы электромагнитного датчика фоорегистратора со второго анода перой лампы поступают с частотой f KpVp, где Vp - скорость развертки зображения; Кр - коэффициент пропорЦ1 оналт,Н(1сти, определяемый конструкцией ф|1Торег11СТ1)атора, через разделительный К(тнденсатор 7 и делитель

напряжения на вход блока 16 автоматического регулирования задержки, т.е. на вход преобразователя 19 частота - напряжение. С выхода преобразователя напряжение U, К - f , где К, - коэффишюнт треобразопания, поступает на вход усилителя 10 с регулируемым коэфф1П1иентом усиления Км, выполненным, например, на операционном усилителе 20. С выхода усилителя напряжение U - К j. I), Кц К , f, поступает на вход преобразователя 25 напряжение - частота , на выходе которого формируются прямоугольные импульсы положительной полярности с частотой

следования -f Kf К К К , f, , где К KU; К - коэффициент преобразования преобразователя 25. Таким образом, задавая величину сопротивления 24 так, чтобы выполнить

2Т

соотношение К,.

К, К. « ср, -tj)- угол установки электромаг- р{итного датчика фоторегистратора; Cfi - заданное положение электромаг- нитного датчика; ср - положение электромагнитного датчика, соответствующее началу экспонирования фотопленки, расположенной в кадровом окне .фоторегистратора, можно осуществить

преобразование частоты f, в частоту

f - 2- f

Ч - - м

Следуюсще с частотой f,, импульсы положительной полярности с выхода

преобразователя 25 поступают на диф- (|)ренсцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 26 и сопротивления для получения импульсов малой длительности, поступающих на входы блоков 28

и 29 совпадений.

При нажатии кнопки Пуск на пульте 6 управления СФР происходит замыкание контактов реле Р,, И импульсы электромагнитного датчика с анода

первой лампы Л поступают на сетку второй лампы, откуда усиленные импульсы поступают на дифференцирующую цепочку, с выхода которой на вход блока 13 задержки поступают импульсы

положительной полярности. На выходе блока 13 задержки формируются задеранные на заданное время t, 0,1 - 1000,0 МКС относительно импульсов лектромагнитного датчика фоторегиСТрЛТпрЛ импульсы М.ЧПрЯЖОИИЯ П1 Л111Я:Ительной полярности, Koiopiiie поступают ил вход 16 артоматическчи о регулироппния ялдс ржки, т.е. яа вхол блока 29 сонпаделий.

Таким образом, па входы блока 29 солпаденш поступают не синхронизированные последовательности импульсов нaпpяжeн п с частотами f, и f . До тех пор, пока на входы блока 29 совпадений импульсы напряжений не nptmy одновременно, напряжение на выходе этого блока jxaBHo логической единипе Так как выход блока 29 совпадений подключен ко входу блока 28 совпадений и ко входу RS-триггера, то на выходе RS-триггера при этом напряжение равно нулю.

Как только на входы блока 29 сов- падений положительные импульсы напряжений придут одновременно, что соответствует, например i-му импульсу из последовательности, следующей с частотой f , напряжение на выходе этого блока окажется равным нулю. Это приведен к переходу RS-триггера в друго устойчивое состояние и на его выходе напряжение станет равно логической единице. При этом напряжение на одно входе блока 28 совпадений окажется равным логической единице, а на другом входе этого же блока - нулю. Поэтому на выходе блока 28 совпадений напряжение станет равно логической единице. Выход блока 28 совпадений ДД1-1 подключен ко входу интегрирующей цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора, предназначенной для сглаживания небольших всплесков напряжения, возникающих из за водможной незначительной несинхронности импульсов напряжений на входах блока 28 совпадений. Выход интегрирующей цепочки подключен ко входам инвертора 31. Поэтому на выходе инвертора 31 образуется последовательность имггульсов положительной полярности, следующих с частотой f, в которой пропущен i-й импульс,со- ответствующий первому совпадению во времени импульсов, следующих с частотами f , и f J .

Выход RS-триггера подключен ко входу блока 30 совпадений, а выход инвертора 31 - к другому входу этого же блока. Поэтому напряжение на выходе блока 30 совпадений будет равно логической единице до момента приходл i + 1-го мпу;1ьга m послсдователь- нсн ти, с.чедую111ей с частотой f и после окончания действия этого i+l-ro импу-пьса ь аг1ряжения на входе блока 30 совпадений. Во время действия i+1-го импульса напряжения на входе блока 30 совпадений на выходе этого блока напряжение будет равно нулю, Выход блока 30 совпадений подключен к дифференцирующей цепочке, состояще из конденсатора 38 и сопротивления 39, предназначенной для образования положительного импульса напряжения малой длительности, синхронизированного с задним фронтом i+1-го импульса из последовательности, следующей с частотой f. Выход дифференцирующей цепочки подключен ко входам инвертора 32, поэтому на выходе инвертора 32 в момент времени, соответствующий следованию заднего фронта i+1-го импульса из последовательности, следующей с частотой f, напряжение становится равным нулю. Это напряжение поступает на вход RS-триггера и приводит к переходу этого RS-триггера в первоначальное устойчивое состояние. Поэтому, так как выход блока 30 совпадений подключен ко входам инвертора 33, на выходе этого инвертора формируется положительный импульс напряжений, синхронный с i+1-м импульсом из последовательности, следующей с частотой f.

Таким образом, на выходе инвертор 33, т.е. на выходе блока 26 автоматического регулирования задержки, импульс напряжения оказывается задержанным на время

Т - J- - t

f.

2Tf,

- t, относительно импульса электромагнитного фоторегистратора.

Этот положительный импульс напряжения поступает на входы блоков 14 и 15 задержки.

Задержанный на заданное время t 0,1-1000,0 МКС и сформированный блоком 14 задержки импульс напряжения отрицательной полярности поступает на сетку третьей лампы пульта 6 управления и приводит к генерированию каскадами усиления пульта 6 управления импульса высокого напряжения. Этот импульс поступает на инициирующий быстропротекающий процесс блока ,4 с задержкой на время Т Т, + t

J 2irf,

- t.

+ t относительно импуль( Л злектрома г нитнш о датчика ф. Г С1- реянгтора.

П113ТОМУ началу калроног о окна (|зо- торегистратора незанисимс от скорпс- ти раявертки изображения К f, соответствует фаза быстроиротекаюше- го процесса, начапшаяся чер(;з время

Ч

- Т- t , - С„ после ииицпиро- ZTf, 2

ваиия зтого процесса. Поэтому значение величины С| определяется из условия ср

- 9

f,

MoiKC ( макс

, где f,

-VI q к с

Кр Vp, ; t, - время от момента инициирования быстропротекающсго процесса до начала его самой поздней исследуемой фазы.

Задержанный на заданное время t, 0,1 - 1000,0 МКС блоком 15 задержки импульс положительной полярности поступает на блок 3 и(1ициирования разряда в импульсной лампе, генерирующий импульс поджига лампы 1, задержанный на время Т Т, + t относительно импульса электромагнитного датчика фо фоторегистратора.

В результате на фотопленке, расположенной в кадровом окне фоторегистратора 5, окажется зарегистрированной фаза быстропротекающего про десса , начавшаяся через время Tj - Т + t, - tj +Т после инициирования быстропротекающег о процесса, где Г - время разгора 1ия импульснойЛампы.Задавая t с , можно осуществить опережение начала разряда в импульсной .а лампе относительно начала исследуе1мой фазы быстропротекаюшего процесса, что позволяет исследовать как началр)Ную, так и последуюпше фазы быстропротекающего процесса. При этом на фотопленке, расположенной в кадровом окне фоторегистратора, окажется зарегистрированной фаза быстропротекаюшего процесса, начавшаяся через время t, после момента инициирования зтого процесса.

Задавая t tj + t, можно осуществить расположение начага регистрируемой фазы быстропротекающего процесса, начавшейся через время t после инициирования этого процесса, в начале кадрового окна СФР независимо от скорости регистрации. Одновременное изменение времен задержки t и t на одну и ту же величину At приводит

к измен нин) времешшго инте1)пал;1 между моментом образог ания импу. птгп электромагнитным датчиком фпторег.истратора и моментами ииищптропатшя бы- Ь

стропротекающего процесса и разряда

в импульсной лампе, т.е. к сдвигу начала исследуемой фазы б1,1стропроте- кающего процесса относительно кадро0 вого OK}ia фоторег истратора на величину 1 ut Vp, где Vp - скорость раявертки изображения BTIW достигается точное расположение начала исследуемой фазы быстропротекающего

5 процесса в начале кадрового окна,что позволяет осуществить регистрацию исследуемой фазы быстропротекающего процесса полностью при максимальной расчетной скорости развертки изобра0 жения и, следовательно, повысить точность регистрации быстропротекающего процесса (максимальная расчетная скорость развертки изображения Vpp определяется из соотношения V,,

5 L

рр.макс

Тр, где L - длина кадрового окна

СФР; Т - длительность исследуемой фазы быстропротекающего процесса).

0 Формула изобретения

Устройство для регистрации быстро- протекающих процессов, содержагаее имцульсную лампу, соединенную с блор. ком питания и с блоком инициирования 1:азряда, оптическую систему, фоторегистратор, выходом соединенный с первым входом блока управления, первый выход которого подключен к входу блоQ ка инициирования быстропротекающего процесса,.и первый блок задержки, отличающееся тем, что, с целью повьшгения надежности и точности устройства, в него введены две

5 дифференцирующие цепи, второй и третий блоки задержки и блок автоматического регулирования задержки, второй и третий выходы блока управления соединены с входами соответствующих дифQ ференцирующих цецей, выход одной из которых непосредственно, а выход другой через первый блок задержки соединены с входами блока автоматического регулирования задержки, выход

g которого соединен через второй блок задержки с вторым входом блока управления и через третий блок задержки с входом- блока инициирования разряда.

Редактор Н. Егорова

Составитель А. Лисицын Техред И.Попович

Заказ А211/31Тираж 693Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг, 2

Корректор С, Черни

Изобретение относится к устройствам для фотографической регистрации быстропротекающих процессов.Цель изобретения - повышение надежности и точности устр-ва, которое содержит импульсную лампу 1 с блоком 2 питания, блок 3 инициирования разряда. блок 4 инициирования быстропротекаю- шего процесса, фоторегистратор 5 с пультом 6 управления, конденсатор 7, сопротивления 8 и 9, дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 10 и сопротивления 11 с диодом 12, блоки 13, 14 и 15 задержки, блок 16 автоматического регулирования, оптическую систему 17 и объект 18. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами уст- . ройства позволяют достичь точного расположения начала исследуемой фазы быстропротекающего процесса в начале кадрового окна, что осуществляет регистрацию исследуемой фазы быстро- протекающего процесса полностью при максимальной расчетной скорости развертки изображения, и тем самым повысить точность регистрации быстро- протекающего процесса. 2 ил. (Л W со Г со