Способ измерения размеров прозрачныхКАпЕль Советский патент 1981 года по МПК G01N21/59 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРОЗРАЧНЫХ КАПЕЛЬ которого направляют свет от источник через образец на светоприемник, осуществляют съемку капли, угол межд Псодающим светом от источника и осью светоприемника выбирают так, чтобы на изображении капли получилос два блика, размеры которых,меньше диаметра капли, и по расстоянию межд центрами этих бликов определяют диаметр капли. При этом устанавливают два источника направленного света так, чтобыслабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот. Кроме тоЪо, углы освещения к оси светоприемника выбирают от 40 до 60° На фиг. 1 дана схема прохождения лучей через каплю; на фиг. 2 - зависимость отношения расстояния между серединами бликов к диаметру капли о угла падения света. Способ осуществляется следующим образом. В предлагаемом способе фотографирования капель выбор положения освет-1телёй играет первостепенную роль. При освещении капель во время фотографирования в систему светоприемника, например в оптическую систему фотоаппарата, попадают блики от капли как отражённые, так и преломленные и на фотографии получаются комбинации бликов, по которым трудно определить размеры капли. Это вызывается тем, что капля не представляет собой однородный шарик, отражаю щий свет, а прозрачную среду, обладающую свойством преломлять световые лучи. Для обработки методики фотографи рования с целью нахождения оптимального положения осветителей прово дят специальную серию опытов, при которых фотографируют отдельную вис щую каплю при разных положениях осв тителей и выясняют, что при всех по ложениях капля светится не вся цели ком. Отдельные блики с размерами, го раздо меньшими размеров капли, при движении ее оставляют светлые полосы по ширине которых нельзя судить о размере капли. Свет, падающий на прозрачную каплю в диапазоне углов от 40 до 60, частично отражается и в месте, откуда он отражается в объектив фот аппарата, на фотографии получается блик отражения. Преломленный свет проходит сквозь каплю, преломляется вторично и выходит в воздух в том месте, откуда выходящий преломленны свет попадает в объектив, и на фото графии получается блик прелоьшения. В большей части диапазона углов попадания света блик преломления гораздо интенсивнее блика отражения, так как большая часть света не тражается от капли, а проходит квозь нее. Кроме бликов отражения и преломения, появляются более слабые блии, порожденные многократным отраением и прело шением, но они пракически не видны на фотографиях, оэтому о размере капли можно судить по расстоянию между серединами бликов, которые оставляют светлые полосьа на фотографиях. Таким образом, угол между источником и светоприемником выбирается таким, что на изображении капли по- . лучаются два блика: отражения и преломления. Расположение бликов видноиз схемы прохождения лучей через каплю (фиг.1). Расстояние 6 междусерединами бликов зависит от угла -у между источником и светоприемником. Из зависимости отношения расстояния 6 между серединами бликов к диаметру dk капли от угла падения света (фиг.2) видно, что оптимальный угол падения света близок к 45°и в диапазоне углов 40-60 расстояние между бликами слабо зависит от угла, при этом указанное расстояние состав ляет 0,92 dk. Так как яркость-блика преломления меньше блика отражения при угле падения света 45 ,, то для облегчения идентификации и обработки изображений капель на фотоматериалах дополнительно ставится второй источник света, расположенный симметрично первому относительно оптической оси светоприемника. Вследствие этого блики отражения первого источника совмещаются с бликами преломления второго и наоборот. Таким образом, на фотоизображении имеем всего два блика одинаковой яркости, расстояние между которыми однозначно характеризует диаметр капли. Использование предлагаемого способа позволяет более точно вести исследования распыливания жидкостей и горючего в форсунках двигателей и тем самым определять правильный их расход, а также более точно изучать процессы, происходящие при срыве и дроблении пленки жидкости газовым потоком в теплообменниках, массообменных аппаратах и газожидкостных сепараторах. Формула изобретения , 1. Способ измерения размеров прозрачных капель, при осуществлении которого направляют свет от источника через образец на светоприемник, осуществляют съемку капли, отличающ ийся тем, что, с целью увеличения точности измерения размеров капель в газовом потоке, угол между падающим светом от источника и осью светоприемника выбирают так, чтобы на изображении капли получилось два блика, размеры которых меньше диаметра капли, и по расстоянию между центрами этих бликов определяют диаметр капли. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают два источника направленного света так, чтобы слабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что углы освещения к оси светоприемника выбирают от 40 до 60°.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 387265, кл. G 01 N 15/02, 1969. Q 2. Лыловский А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях. - Судостроение. Л., 1971, с. 11 (прототип) .

Фиг 1