Стробоскопическое устройство Советский патент 1937 года по МПК G01P3/40 

Любой периодически движущийся объект, освещенный вспыщками света, совпадающими по частоте с частотой движения объекта (например, с числом оборотов), будет казаться совершенно остановленным, т. е. его можно будет наблюдать в состоянии кажущейся полной неподвижности. При неполном совпадении частот объект будет казаться движущимся в ту или другую сторону в зависимости от того, будет ли частота вспыщек больще или меньще частоты движений объекта. Движение будет происходить с тем больщей скоростью, чем больше будет разница в частотах.

Это явление используется для исследования всевозможных деталей и механизмов, быстро движущихся с некоторой частотой. Для хорошего восприятия глазом необходимо только, чтобы частота периодических движений объекта была больше 10 периодов в секунду, но наблюдение еще возможно, если объект будет двигаться с частотой не ниже 5 периодов в секунду.

При достаточно высоких частотах объект также будет казаться неподвижным не только при совпадении частоты его движения с частотой вспышек лампы, но также и при меньшей краткой частоте вспышек.

К стробоскопу нормально предъявляются нижеследующие требования:

1.Наличие большой силы стробоскопического (прерывистого) света.

2.Свет должен быть контрастным.

3.Источник света должен быть возможно более компактным.

4.Источник света должен обладать минимальной инерцией, т. е. его вспышки должны быть кратковременными (от 1 до 10 сек. и ниже).

5.Стробоскоп должен иметь точную синхронизацию с исследуемым механизмом, машиной, станком и т. д.

6.Контакты синхронизатора не должны прерывать сколько-нибудь значительного тока во избежание их быстрого износа и нарушения точности синхронизации.

7.У синхронизатора желательно приспособление для получения замедленного движения исследуемого объекта.

8.Стробоскоп в целом должен допускать как регулировку силы света, так и его частоты вне зависимости от синхронизатора.

9.Все стробоскопическое устройство должно питаться от сети переменного тока 120 вольт.

10.Все стробоскопическое устройство должно иметь конструктивное оформление, позволяющее получить максимальное удобство в эксплоатации.

Указанные требования до некоторой степени . удовлетворяются известными

стробоскопическими устройствами, в которых в качестве осветителя применена газосветная или тому подобная лампа, питаемая разрядным током конденсаторов, разряжающихся через лампу с частотой, соответствующей частоте вращения коммутатора, приводимого во вращение от исследуемого объекта.

Равным образом предлагалось уже применять в стробоскопических устройствах в качестве осветителя разряда между электродами искрового промежутка, но подобные устройства все же обладают некоторой инерционностью.

В предлагаемом устройстве, относящемся к вышеуказанным стробоскопическим устройствам, с применением в качестве осветителя искрового разряда применен дополнительный искровой промежуток, служащий для периодической ионизации осветительного искрового промежутка, что уменьщает инерционность устройства.

На чертеже изображена схема предлагаемого стробоскопического устройства.

Предлагаемое устройство состоит из служащего осветителем искрового промежутка i, питаемого от выпрямителя с кенотронами fti, собранного по схеме удваивания напряжения и питаемого от трансформатора Tpi. В цепь выпрямителя включены регулируемое сопротивление / и конденсаторы Ci, разряжающиеся через искровой промежуток L с необходимой для исследования частотой.

Для периодической ионизации искрового промежутка применен заключенный в тот же рефлектор Р второй искровой промежуток /, питаемый от трансформатора Тр.,. Трансформатор 7/72 питается от выпрямителя и в цепь его первичной обмотки включено последовательно сопротивление , а параллельно вторичной обмотКе включен конденсатор С, периодически разряжаемый на первичную обмотку посредством замыкания цепи коммутатором 5, связанным с исследуемым объектом.

Миллиамперметр в цепи коммутатора разградуирован в оборотах синхронизатора (в оборотах исследуемого объекта) и одновременно со стробоскопическим наблюдением исследуемого объекта

позволяет отсчитать и его число оборотов.

Действие устройства следующее. От высоковольтного трансформатора Тр (несколько тысяч вольт) через кенотроны KI по схеке удваивания напряжения заряжаются конденсаторы Q до удвоенного максимального напряжения трансформатора Tpi. Искровой промежуток берется такой величины, чтобы напряжение на конденсаторах Cj было недостаточным для его пробоя. Следовательно пробоя промежутка L не произойдет и вспышки света не будет. Для того, чтобы вызвать аспыщки света периодически всегда строго в одно и то же время, служит цепь, управляемая коммутатором. В момент замыкания контактов на искровом промежутке проскакивает искра и тем вызывает пробой промежутка. После проскакивания искры конденсаторы Ci снова заряжаются и при следующем замыкании контактов процесс повторяется. Эта синхронизация весьма точна, проста, удобна и безопасна. Синхронизация настолько четко работает, что позволяет сфотографировать с выдержкой времени стробоскопически остановленный объект.

Сила стробоскопического света искрового промежутка настолько велика, что позволяет произвести фотографирование не только с выдержкой времени, но и за одну вспыщку.

Длительность разряда конденсаторов С через искровой промежуток (длительность вспышки света) порядка 2 X сек. Это позволяет исследовать механизмы, движущиеся со скоростью 500 метров в секунду (например, пропеллеры авиационных моторов), почти совершенно не получая размазки изображения (размазка равна 0,1 мм). Такие качества этого стробоскопа позволяют применить его для исследования самых больших скоростей.

Все стробоскопическое . устройство смонтировано в специальном пульте, имеющем удобное управление теми частями схемы, управление коими необходимо при работе аппарата.

Пульт поставлен на колесики и может удобно передвигаться с места на место.

Осветитель, синхронизатор и подвод питания имеет простое и удобное присоединение к пульту.

Основным назначением этого стробоскопического устройства является применение его при исследовании деталей и механизмов, движущихся с большой линейной скоростью до 500 метров в секунду или выше.

Таким образом это устройство может применяться для исследования работы пропеллеров, мулинеток, моделей самолетов в аэродинамических трубах, роторов турбогенераторов (например, при их испытаниях на разнос), роторов паровых турбин, кривошипно - шатунных механизмов паровозов и т. п.

Этот аппарат дает возможность получать фотографические снимки с изучаемых быстро движущихся объектов. Как уже было сказано выше, снимки могут быть .получены от одной вспышки и с выдержкой времени от многих вспышек. Первое достигается тем, что прибор дает мгновенную вспышку фотоактивного света, достигающую десятков тысяч свечей, а второе обеспечивается наличием точной, надежно действующей принудительной синхронизацией вспышек света с исследуемым быстро движуш1имся объектом.

Во время своей работы аппарат издает звук, похожий на револьверные выстрелы, но так как он предназначен для исследования таких объектов, которые обычно сами издают очень сильные звуки, то это сопутствующее в данном случае явление не является недостатком описанного аппаратаПредмет изобретения.

1. Стробоскопическое устройство с использованием в качестве осветителя разряда между электродами искрового промежутка, питаемого разрядным током конденсаторов , разряжающихся через искровой промежуток с частотой, соответствующей частоте вращения связанного с исследуемым объектом коммутатора, отличающееся тем, что для периодической ионизации искрового промежутка применен дополнительный искровой промежуток, включенный в цепь вторичной обмотки трансформатора 7/7.,, питаемого разрядным током конденсатора С-,, включаемого в цепь первичной обмотки посредством связанного с исследуемым объектом коммутатора.

2. В устройстве по п. 1 применение собранного по схеме удваивания напряжения выпрямителя Я для питания цепи искрового промежутка.

/ .Г / 61

nf

Г

г Гишш

-- |--4-/ СЮ

- |--e-J

ШС.№ЗПВ« -«

.л«:асл/f

ГФ

I