Способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде Советский патент 1976 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к области измерения параметров движения и может найти применение при определении скорости движения моделей летательных аппаратов, газовых неоднородностей и других возмущений. Известен способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде по авт. св. № 463905 (1), состоящий в том, что исследуемую ирозрачную среду просвечивают световым пучком (параллельным или сходящимся); носле прозрачной среды световой поток разделяют на два (основных) нучка, осуществляют сдвнг их волновых фронтов вдоль направления распространения возмущения, регистрируют фотоэлектрическим методом световые сигналы в точке наложения оптических картин и по отношению волнового сдвига q к времени т между световыми сигналами определяют скорость V распространения возмущения, т. е. но формуле V - . Этот способ может быть использован только в тех случаях, когда предварительно точно известно направление иеремещения возмущения, так как осуществляют сдвиг волновых фронтов вдоль направления распростраиения возмущения. Однако в больп1ей части реальных исследуемых процессов направление распространения возмущений заранее не известно, либо известно приближенно. В таких случаях известным способом можно иолучить лишь значение величины проекцнн скорости на направление сдвига, абсолютная же величина вектора скорости и его направление остаются неизвестными либо приблил енно рассчитываются путем использования других косвенных данных. Для повышения точности измерения ири произвольном направлении перемещения возмущения в нрозрачной среде предлагается сиособ, согласно которому выделяют из светового иотока, прои едщего через исследуемую ирозрачную среду, дополнительную пару пучков, осуществляют сдвиг их волновых фронтов п их регистрацию в направлении, перпендикулярном сдвигу волновых фронтов основной нары пучков. Способ реалпзуют в следующей последовательности. Настраивают оптический прибор, например, теневой. Измерительные сечения выбираются при иомощи двух узких щелей, расположенных в сдвиговых приставках в плоскостях изображения исследуемой нрозрачной среды (газа). Эти щели ориентируются перпендикулярно иаправлениям сдвига в соответствующих приставках и перпендикулярно друг другу, так как сдвнг волновых фронтов в сдвиговых при ставках осуществляется во взаимоперпендикуляриых направленнях. Величина и направленне

сдвига могут быть определены, например, методом эталопной лппзы. Интервалы времени TI и Т2 между световыми сигналами, возникаюш,ими при ирохождении возмущения мимо измерительных сечений, определяются по осциллограммам на осциллографе, сигнал на который поступает от фотоумнож;ителя, расположенного перед щелями. Регистрируют световые сигналы в двух измернтельных сечениях, иерненднкулярных направлениям сдвига, и рассчитывают угол наклоиа вектора скорости и его абсолютную величину ио форм:улам:

7. arctg(,/T,J, .)Ч-(ч /Г%

гдеV - абсолютная величина вектора

скорости иеремещепия возмущения,

а - угол наклона вектора скорости, 9.V и q,j - величины сдвига волновых фронтов по соответствующим координатным осям,

TI и Т2 - времена между световыми сигналами в каждом из двух измерительных сечений.

Р1снользоБание изобретення в газодинамике и баллистике позволяет определять в одном

эксперименте (что особенно важно при исследовании быстропротекающих и нестационарных процессов) абсолютную величину скорости движения возмущения (скачка унлотнеиия или летящего тела в газовой среде) и его направление. Наибольщий эффект может быть получен, например, при рещеннн одной из основных задач газодинамики - днфракцн ударных волн на преградах, когда направление перемещения ди({)рагнроваиных скачков и абсолютная величина их скорости пе известны.

Фор м у л а II 3 о б ) е т е н и я

Снособ определения скорости распространения возмущеннй в прозрачной среде ио авт. св. 463905, отличающийся тем, что, с целью повыщення точности измерений при произвольном направлении перемещения возмущения, выделяют из светового потока, прошедшего через нсследуемую прозрачную среду, дополнительную пару пучков, осуществляют сдвиг нх волновых фронтов и их регистрацию в направленнн, перпендикулярном сдвиГУ волновых фронтов основной нары нучков.

Источники информации, принятые во внимание нрн экспертизе:

1. Авт. св. СССР Хе 463905, М. Кл. G 01Р 3/36, 1973.