ТЕНЕВОЙ ПРИБОР Советский патент 1969 года по МПК G01N21/01 G01C15/00 

Данное изобретение относится к оптическим приборам, используемым для определения положения исследуемого объекта по теневой картине. Оно может быть использовано в аэрог зодинамике, рефрактометрии и т. д. Р1звестные устройства, выполненные по автоксллимациоЕной схеме со сферическим автоколлимационным зеркалом и фоторегистратором, не обеспечивают определения положения объекта в плоскости с высокой точностью. Предложенное устройство с целью повышения точности определения положения исследуемой неоднородиости в простра нстве дополнено второй автоколлимационной схемой, выполненной идентично первой и установленной так, что оптические оси обеих автоколлимационных схем образуют угол 90°, и системой из зеркал, светоделительных элементов и проекционной оптики, обеспечивающей совмещение полей зрения обеих автоколлимадионных схем. Кроме того, предложенное устройство может быть снабжено системой блокировки из источника света, конденсора, щелевой диафрагмы и фотоэлектрического регистратора, скомпанованных и установленных так, что оптическая ось системы блокировки смещена на определенную нанеред зада.нную величину относительно оси конденсорных элементов одного из основных автоколлимационных каналов устройства. На фиг. 1 изображена общая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блокировки; на фиг. 3 - фотография рабочей зоны с тремя моделями. Оптическое устройство содерл ит искровой разрядник /, конденсатор 2, диафрагму 3, полупрозрачную пластину 4, зеркало 5, защитные стекла 6, исследуемый объект 7, сферическое зеркало 8, зеркало 9, объектив Ю реперное перекрестие Л, фотообъектив 12, плоскость пленки 13. В систему блокировки входят источник света 14, 1целевая диафрагма /5, конденсор 16, светофильтр 17, цилиндрические приемные объективы 18, 19 и фотоумножители 20. Оси осветительной и приемной частей системы блокировки лежат в одной плоскости с осью конденсоров систем фоторегистрации и перпендикулярны плоскости чертежа (фиг. 1). Для упрощения на фиг. 2 линия визирования выпрямлена, а элементы /-5 не показаны. Устройство включает две идентичные оптические системы фоторегистрации. Для характеристики достаточно рассмотреть одну из них. Свет от искрового разрядника Л который для обеспечения одновременности срабатывания систем соединен последовательно с разрядником, проходит через конденсор 2 так, что изобралчение разрядного промежутка получается в плоскости диафрагмы 3 с увеличением, например 5. Затем расходящийся световой пучок проходит полупрозрачную пластину 4, отражается от зеркала 5 и через защитные стекла 6 поступает в патрубки рабочей камеры. Световой пучок освещает исследуемый объект 7 и отражается от сферического зеркала 8. Система выставлена таким образом, что центр кривизны зеркала 8 совпадает с диафрагмой 3, тогда как световой пучок после отражения проходит по тому же пути через защитные стекла, а затем, отраженный полупрозрачный пластиной 4 и зеркалом 9, поступает в приемные объективы. В качестве первого объектива 10 можно использовать простую двухлинзовую систему, которая дает уменвшен.ное изображение исследуемого объекта в плоскости, где введено реперное перекрестие 11. Фотообъектив 12, работающий в обратном ходе, дает в плоскости пленки увеличенное изображение репер-ного перекрестия и повторное изображение исследуемого объекта. Общее увеличение системы выбирается из условий достаточного освещения и удобства расшифровки. В данном устройстве приемные объективы сфокусированы непосредственно на предметную плоскость, причем весьма малая апертура световых пучков, поступающих в систему фоторегистрации, обеспечивает резкость всего изображаемого пространства. Модели в рабочей зоне (фиг. 3) отстоят одна от другой по глубине на 300 мм.

Дефекты сферического зеркала не сказываются на точности передачи контура модели и, следовательно, на точности определения координат. Ухудщение же теневой картины, вызванное дефектами зеркала, не так существенно, поскольку в данных системах важно фиксировать грубые неоднородности, например ударные волны.

Щелевая диафрагма 15 освещается источником света 14, например лампой накаливания с длинной спиралью (К 26). Конденсор 16 со светофильтром 17 проецируют увеличенное изображение щелевой диафрагмы в рабочую зону. Отраженный от сферического зеркала 8 пучок идет наклонно к оптической оси системы фоторегистрации, пересекает ее около фокуса зеркала, снова проходит через защитные стекла, отражается от плоского зеркала 5 и поступает в приемную часть. Приемная часть системы блокировки включает систему четырех объективов, которые по частям переносят изображение рабочей зоны соответственно на четыре

фотоприемника (например ФЭУ-28). Количество объективов определяется необходимым отношением полезного сигнала к шуму и в данном случае зависит от площади сечения блокирующего пучка и наименьшего размера тела.

Весь осветительный узел системы блокировки (14-/7), скомпонован так, что оптическая ось его смещена относительно оптической оси

хонденсорных элементов фоторегистрирующей системы на определенную величину по лёту модели (например, 100 мм).

Следует отметить, что предлагаемая система блокировки обеспечивает возможность ее

двоякого использования при различных скоростях тел. В описанном варианте система работает при отсутствии свечения тела. При больших скоростях тел, когда наблюдается свечение, система блокирования работает

без осветительной части. Приемные объективы (18, 19), сфокусированные на рабочую зону, создают на фотокатоде изображение светяшегося тела, что служит сигналом для срабатывания систем фоторегистрации.

Оптические элементы 5, 6, 8 одновременно участвуют в работе обеих описанных систем: фоторегистрации и блокировки. Это упрощает конструкцию и удешевляет всю установку.

Предмет изобретения

1. Теневой прибор, содержащий автоколлимационную схему со сферическим автоколлимационным зеркалом и фоторегистратор, отличающийся тем, что, с пелью повышения точности определения положения исследуемой неоднородности в пространстве, он снабжен второй автоколлимационной схемой, выполненной идентично первой и установленной так, что

оптические оси обеих автоколлимационных схем образуют угол 90°, и системой из зеркал, светоделительных элементов и проекционной оптики, обеспечивающей совмещение полей зрения обоих каналов.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, один из автоколлимащионных каналов снабжен системой блокировки из источника света, конденсора, щелевой диафрагмы и фотоэлектрического регистратора, причем оптическая ось конденсора смещена на определенную наперед заданную величину относительно оптической оси автоколлимационного канала.

2 П Ю 9

)а

)В си )В а