Стробоскопическое устройство Советский патент 1934 года по МПК G01P3/40 

Большинство существующих в настоящее время стробоскопических методов освещения вращающихся тел можно разбить в основном на два класса:

Л) Освещение всего вращающегося тела сразу очень быстро появляющимся и исчезающим пучком света.

2) Освещение вращающегося предмета узким пучком света, движущимся по поверхности освещаемого тела. При этом разные части тела освещаются в слегка разные моменты времени.

Первый из этих методов имеет то преимущество, что при пользовании им мы видим все тело в одной фазе. Для колеблющихся тел малых размеров этот метод является наилучщим. Положение меняется, если приходится освещать вращающиеся тела со сравнительно большим диаметром. Можно произвести крайне простой расчет, показывающий возникающие здесь трудности. Пусть вращающееся тело имеет радиус, равный 50 см. Изображение можно считать вполне четким, когда размытие частей вращающегося тела, наиболее удаленных от центра, не превышает 1 мм. Тогда угол а, на который подвинется тело за время освещения, будет равен

« 0,002 радиан.

Отношение этого угла ко всей окружности определит ту часть периода -, в

течение которой предмет должен освещаться.

«0,0021.

6,28

3200

Таким образом освещение должно

ДОЛЮ периода. При

длиться только

3200

визуальном наблюдении это время может быть увеличено, чего нельзя сделать, если нужно получить четкие фотографические снимки.

При пользовании стробоскопами первого класса такого времени можно добиться только за счет резкого уменьшения яркости. При пользовании стробоскопами второго класса этот недостаток может быть сильно ослаблен, так как время освещения каждого отдельного элемента может быть сделано гораздо меньшим, чем в стробоскопе первого класса, что сделает изображение более четким. Правда, эти стробоскопы имеют другой недостаток, а именно неодинаковую фазу освещения, но практически это несущественно, так как при рациональной конструкции сдвиг фаз может быть значительно уменьшен.

Помимо четкости изображения другим не менее важным вопросом для стробоскопа является вопрос синхронизации частоты освещения с числом оборотов в минуту вращающегося тела. Обычно эта синхронизация осуществляется при помощи сравнительно сложных

механических или электрических приспособлений.

Со всеми затруднениями, перечисленными выше, приходится встречаться при стробоскопировании вращающихся тел больщих радиусов. Изображение должно быть вполне четким (размытость наиболее удаленных от центра частей не должна превышать 1 мм и достаточно ярким. Помимо этого синхронизирующее устройство должно быть как можно «более простым.

Стробоскопическое устройство по изобретению, относящееся к стробоскопам второго класса, по мнению изобретателей, лишено указанных выше недостатков.

На приложенном чертеже фиг. 1 представляет схематически стробоскопическое устройство согласно изобретению; фиг. 2-видоизмененное устройство.

На конце вала двигателя М, вращающего освещаемый предмет /7, прикреплено небольшое плоское эеркало 3, на которое падает свет от вольтовой дуги В, проходящий через щель Щ и линзу А. Нормаль к поверхности зеркала наклонена под таким углом к оси .вала двигателя, чтобы в некоторые строго определенные промежутки времени свет попадал на неподвижное зеркало 32. После отражения от зеркала За луч света попадает на вращающееся тело. Линза Л устанавливается так, чтобы на освещаемом предмете получилось изображение щели Щ, а не дуги. Тогда изображение щели, при вращении освещаемого предмета, .будет проходить по нему в промежутки времени, автоматически связанные с его оборотами. Таким образом, синхронизация получается полной при отсутствии каких бы то ни было дополнительных механических или электрических вращающихся частей. С этим стробоскопом можно получить не только изображение вращающегося тела, но и его тень, что важно в некоторых случаях.

Четкость изображения получается такой же, как и при освещении неподвижного тела прямым светом от дуги. Надлежащей регулировкой можно добиться того, что размытие не будет заметно, даже на радиусе в 50-60 см. Четкость изображения зависит от ширины щели, диаметра углей вольтовой

дуги и оптических качеств линзы. Качество зеркал играет не очень большую роль. Можно брать даже простые про дажные зеркала внутреннего серебрения. При пользовании дугой в ЗОА яркость изображения получается такой, что оно отчетливо видно при освещении установки посторонним светом отламоы в 200 св. Яркость и четкость изображения могут быть повышены, если поставить между дугой и щелью цилиндрическую линзу, надлежащим образом выбранную и фокусирующую изображение дуги на щель.

Недостатком этого стробоскопа является неодинаковая фаза освещения различных частей вращающегося предмета. В огромном больщинстве случаев это несущественно. Если же это почемулибо играет роль, то можно, оставив принцип синхронизации тем же, производить освещение вращающегося тела одновременно во всех его точках. Конечно, тогда уменьщатся диаметры тел, которые могут освещаться без большого размытия.

Схема такого стробоскопа изображена на фиг. 2. В центре исследуемого вращающегося предмета укреплено плоское наклонное зеркало} 3, на которое падает свет от вольтовой дуги В, отражающийся им на неподвижное зеркало За, лежащее в плоскости, перпендикулярной к оси двигателя. Линза Л установлена так, что изображение дуги получается на зеркале З. В тот момент, когда свет попадает на Зо, вращающийся предмет сразу освещается широким пучком света.

Предмет изобретения.

1.Стробоскопическое устройство, отличающееся тем, что для освещения вращающегося тела применено зеркало 3i, освещаемое источником света В и укрепленное на оси двигателя М, вращающего исследуемый предмет, под некоторым к ее направлению углом, и направляющее световой поток на исследуемый предмет при посредстве неподвижного зеркала Зо.

2.В устройстве по п. 1 применение между источником света и зеркалом 3 щели Щ.

3. Видоизменение устройсгва по п. 1, отличающееся тем, что зеркало 3i укреплено в центре исследуемого вращаю щегося предмета под углом к оси его

вращения, а неподвижное зеркало За расположено перед зеркалом 5 таким образом, что нормаль к нему совпадает с осью вращения исследуемого предмета.

Фиг.