Устройство для исследования прозрачных неоднородностей Советский патент 1981 года по МПК G01M9/00 G01N21/46 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧШЙХ , НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

. I Изобретение относится к измepитeJS ной технике, в частности к устройствам для исследования оптических . неоднородиостей в прозрачных средах, и может быть испольдовано ггри изучении газодинамических и аэрофизичес-, ких процессов,Явлений акустики, горения и взрыва и т.д. . Известно устройство для к ачест-венных исследований прозрачных неоднородностей, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси коллимато, состоящий из исг точника света, конденсора, осветительной диафрагмы с щелевым отверстием объектива, совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветитеяьной диафрагмой, приемную , часть, состоящую из второго объекчгит ва, визуализирующей диафрагмы - иожа Фуко, расположениой в плоскости тя9об ражения второго объектива и регистра тор теиевой картины f13« Недостатком этого устройства является то, что оно реагирует только на смещение изображения щели в направлении, перпендикулярном кромке ножа, поэтому нож ориентируют так, что с максимальной чувствительностью фиксируются те детали исследуемого объекта, которые представляют наибольший интерес; Однако не всегда возможно осуществить оптимальиую ориентацию ножа, так как исследуемая неоднородность является неизвестным объектом. Известно устройство для исследования прозрачных неоднородностей, содержащее Последовательно расположенные вдоль оптической оси коллиматор, состоящий из источника света, конденсора,., осветительной диафрагмы с круговым отверстием, объектива, совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветительной диа фрагмой, приемную часть, состоящую из второго объектива, визуализируюей дщафрагмы с круговым ножом, расположённой в плоскости изображения второго объектива соосно с ним, и регистратор теневой картины. Это устройство с одинаковой чувствительностью реагирует на отклонение световых лучей вне зависимости от их направле шя ,2 J,

Однако в данном устройстве имеет место неоднозначность между изменением освещенности и направлением отклонения, а это, в свою очередь, не позволяет определить направление градиентов плотности.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров неоднородности путем одновременной регистрации теневых картин с различной исходной настройкой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования прозрачных неоднородностей снабжено двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными экранами и двумя взаимно перпендикулярными ножами Фуко, расположен1П)1ми в плоскости визуализирующей- диафрагмы с круговым ножом вдоль сторон квадрата, центр симметрии которого совпадает с оптической осью, четырьмя оптическими клиньями, расположенными за прямоугольными экранами и ножами Фуко и обращенными вершинами к оптической оси, а осветительная диафрагма выполнена с четырьмя дополнительными попарно перпендикулярными щелями, расположенными симметрично относительно кругового отверстия.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси коллиматор, состоящий из источййса света I, конденсора 2 ,1 осветительной диафрагмы 3с круговым отверстием 4 и четъфьмя попарно перпендикулярными щелями S-S, объектива 9f совмещенного своей передней фокальной плоскостью с осветительной диафрагмой 3 присную часть, состоящую из объектива 10, визуализирующей диафрагмы, расположенной в плоскости изображения объектива 9 соосно с ним, оптические клинья 11 14 и регистратор. При этом попарно перпещрнсуля-рные щели 5-8 распояоже. ны симметрично относительно кругового отверстия 4; визуализирзпсяцая

диафрагма содержит расположенные в одной плоскости круговой нож 15, два взаимно перпендикулярных прямоугольных экрана 16 и 17 и два взаимно перпендикулярных ножа Фуко 18 и 19; оптическая ось устройства перпендикулярна плоскости визуализирующей диафрагмы и проходит через центр кругового ножа 15; прямоугольные экраны 16 и 17 и ножи Фуко 18 и 19 расположены вдоль сторон квадрата, центр симметрии которого совпадает с оптической осью устройства: оптические клинья 11-14 расположены за прямоугольными экранами 16 и 17 и ножами Фуко 18 и 19 и обращены вершинами к оптической оси;регистратор содержит объектив 20 и экран 21.

Устройство работает следукицим образом.

Источник света с помощью конденсора 2 освещает отверстия 4-8 освегительной диафрагъО) 3, расположенной в фокал ной плоскости объектива коллиматора. Из коллиматора выходят параллельные пучки света, наклоненные к оптической оси под углом ,

где h - расстояние от соответствующего отверстия 5-8 осветительной диафрагмы до оси; f - фокусное расстояние объектива 9. Эти параллельные пучки света просвечивают неоднородность 22 и попадают в объектив 0 приемной части. В плоскости изображения объектива 10 изображения отверстий 4-8 осветительной д афрагмы 3 экранируются соответствующими экранами 15-17 и ножами Фуко 18 и 19 визуализирующей диафрапШ. Световые пучки после каждого элемента визуализирующей диафрагмы разводятся с помощью оптических клиньев 11-14 и образуют на экране 21 пять раздельных теневых картин 23-27 исследуемой неоднородности 22. Действие неоднородности 22 вызывает сдвиг изображений отверстий 4-8 осветительной диафрагмы 3 относительно элементов 15-19 визуализирующей диафрагмы, что приводит к изменению освещенности в изображениях теневых картин 23-27 неоднородности 22 на экране 21. Поскольку форма и ориентахщя элементов визуализирующей диафрагмы различна, то каждая из полученных картин 23-27 имеет различное соотношение чувствительноствй и диапазона измерений по направлениям, что обеспечивает оптимальные