Способ создания эталонных плотностных неоднородностей Советский патент 1982 года по МПК G01N21/45 

1

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в метрологии оптических приборов, применяемых для исследований жид(в1Х и газовых сред.

По основному авт. св. N 7 120 известен способ создания эталонных ПЛОТНОСТНЫХ неоднородностей для оценки параметров теневых приборов путем возбуждения поля ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, согласно которому на излучатель ультразвуковых колебаний подают амплитудно модулированное высокочастотное несущее напряжение, причем частоту несущего напряжени ч выбирают равной резонансной частоте излучателя, а амплитуду и частоту модулированного напряжения изменяют исходя из требований к параметрам создаваемых неоднородностей по известной зависимости между значениями последних и :значениями амплитуды модулированного напряжения ClJ. .

Недостатком известного способа является сравнительно узкая область применения, связанная с тем, что в rfpocMOTpoBOM объеме теневого прибора получают бегущее со скоростью звука поле упругих колебаний, работать с которым для изучения метроtoлогических характеристик теневого прибора неудобно, так как чтобы теневое изображение в широкопольном приборе не оказалось смазанным, требуJ5 ются соответйтвукхцие быстродействующие затворы и импульсные источники света длительностью не более 1 мкс. Известным способом невозможно в различных точках теневого прибора соз20давать одновременно эталонные неоднородности плотности одного определенного уровня для определения относительной чувствительности прибора в этих точках. 396 Кроме того; получаются большие по грешности при исследовании узкополосных теневых приборов с фотоэлек- . трической регистрацией выходного сигнала, требующих наличия равномерного поля плотности по поперечному сечению луча при исследовании .чувствительности приборов. Известный способ требует мощных излучателей „ультразвука, что ограничивает его применение испытанием приборов, обладающих повышенной чувствительностью. Цель изобретения - расширение области применения способа. Поставленная цель достигается тем что согласно способу создания эталонных плотностных неоднородностей, при котором возбуждают поле ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, подавая на излучатель ультразвуковых колебаний амплитудно модулированное высокочастотное несущее напряжение, частоту которого выбирают равной резонансной часто Те излучателя, а амплитуду и частоту модулированного напряжения изменяют исходя из требований к параметрам со даеаеьых неоднородностей по известной зависимости между значениями последних и значениями амплитуды модулированного напряжения, поле ультразвуковых колебаний ofpaжaют к излуча телю с помощью звукоотражающего элемента и перемещением последнего создают режим стоячих колебаний в просмотровом объеме теневого прибора с расположением пучности стоячей волны в заданной области этого объема. Таким образом, режим бегущих акустических волн заменяют режимом стоячих акустических волн. Это позволяет в просмотровом объеме теневого прибора создавать неподвижные эталон ные плотностные неоднородности, интенсивность которых во времени изменяется по гармоническому закону. На фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа в широкопольном теневом приборе; на фиг. 2 - то же, в узкополыном,- на фиг. 3 и - временные диаграммы, поясняющие работу устройств Широкопольный теневой прибор содержит источник 1 света, конденсорную линзу 2 , диафрагму 3, передающий и приемный 5 объективы, нрж 6 Фуко, объектив 7 фото (кино) - каMepbf и фоточувствительный материал 8 Устройство содержит также элементы воспроизведения эталонных плотностных неоднородностей в виде излучателя 9 упругих колебаний (динамика или пьезошайбы), резонансной трубы 10 с оптическими окнами 11 и звукоотражающего поршня 12, выполненного с возможностью перемещения вдоль резонансной трубы 10. Устройство, показанное на фиг. 2, содержит узкопольный теневой прибор, выполненный в виде лазера 13 приемного объектива И, ножа 15 Фуко и фотоприемника 16, а также элементы 9-12. Устройство работает следующим образом. Включают излучатель 9 упругих колебаний (динамик или пьезошайбу), создают в просмотовом поле теневого прибора бегущее поле (фиг. 3) эталонных неоднородностей плотности (показателя преломления). Перемещая поршень 12, настраивают резонансную трубу 10 в резонанс с излучателем упругих колебаний. Момент резонанса сопровождается резким увеличением амплитуды упругих колебаний и образование стоячей акустической волны {фиr.) Плавным перемещением поршня устанавливают пучности стоячей волны 17 (фиг. Ц} в требуемые области просмотрового объема теневого прибора для определения относительной чувствительности этих точек. Для чего фотографируют плотностные неоднородности на пленку и фотометрируют полученное теневое изображение эталонных неоднородностей. В узкопольном теневом приборе (фиг. 2) одну из пучностей стоячей волны перемещают в зону лазерного луча 18 и по фототоку фотоприемника 16 проводят исследование метрологических характеристик прибора его чувствительность, динамические характеристики, линейность, рабочий диапазон, как это делается согласно известному способу. При этом полученные характеристики являются значительно более точными, ПОСКОЛЬКУ однородность поля в пучности стоячей волны максимальна. Кроме того, предлагаемый свособ позволяет проводить испытания более широкого класса теневых приборов, поскольку интенсивность акустического поля в стоячих волнах за счет резонанса на порядок выше чем в бегущих.

Способ не требует для своей реализации дорогостоящих фотографиических затворов и позволяет определять относйтельнуюичувствитальность различных точек широкопольного теме вого прибора.

Формула изобретения

Способ создания эталонных плотностных неоднороДностей по авт. св. № ., отличающийся

60592«

тем, что, с целью расширения области применение поле ультразвуковых колебаний отражснот к излучателю с помощью звукоотражающего элемента и

S перемещением последнего создают ре- жим стоячиххколебаний в просмотровом объеме теневого прибора : распо пожением пучности стоячей волны в заданной области этого объема. г.Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторские свидетельство СССР № . кл. G 01 N 21Л6, 1978.

/в