Устройство фоторегистрации быстропротекающих процессов
Область применения: исследование быстропротекающих процессов с помощью фоторегистрации. Технический результат: расширение функциональных возможностей. Сущность полезной модели: взрывной источник света 2 и сверхскоростной фоторегистратор 3 установлены на одной оптической оси, перпендикулярно ей размещен кумулятивный заряд 5, соосно которому размещена вакуумированная камера 1, содержащая патрубки, закрытые оптически прозрачными пластинами 4 и соосные с взрывным источником света 2 и сверхскоростным фоторегистратором 3. Вход в камеру со стороны кумулятивного заряда 5 закрыт пластиной 6, выполненной из материала, плотность которого 1-8 г/см 3, толщиной 0,5-5 мм. Кумулятивный заряд 5 размещен на расстоянии не менее 5 диаметров до общей оптической оси взрывного источника света 2 и сверхскоростного фоторегистратора 3.
Полезная модель относится к исследованию быстропротекающих процессов с помощью фоторегистрации.
Известно устройство регистрации быстропротекающих процессов (АС 1486978, G 03 В 41/00, опубликовано 15.06.89 Бюл. №22), включающее импульсный источник подсветки в виде импульсного твердотельного лазера и фоторегистратора, расположенные под углом к друг другу. Лазер воздействует на рабочую область для исследования через оптический расширитель лазерного пучка. Инициируемый процесс регистрируется в отраженном свете фоторегистратором с зеркальной разверткой электрически связанным с лазером через блок управления. В процессе установки инициируемый процесс регистрируется на фотопленке. Данная установка имеет ограниченные эксплуатационные возможности, если рабочая область для исследования создана кумулятивной струей, отражательная способность которой незначительна. Регистрация кумулятивной струи в отраженном свете требует применения дорогого и мощного источника подсветки.
Известно устройство регистрации быстропротекающих процессов (АС №1191870 G 03 B 39/02 опубл. 15.11.85, бюл. №42), выбранное в качестве прототипа к заявляемому устройству по наибольшему количеству сходных признаков и общей решаемой задаче.
Данное устройство содержит импульсный источник подсветки в виде твердотельного импульсного лазера, скоростного фоторегистратора, которые расположены на одной оптической оси. Рабочая область для исследования расположена между ними на этой общей оси. При этом источник создания области исследования расположен перпендикулярно их общей оптической оси. В качестве источника создания области исследования применен квантовый генератор. Регистрация данным устройством осуществляется в проходящем свете. Однако, если рабочая область для исследования создана кумулятивной струей из
композитного материала, отдельные компоненты которого создают завесу, то затруднена фоторегистрация.
Задача, стоящая в данной области - получение качественного снимка быстропротекающего процесса, в том числе кумулятивной струи. В кумулятивных зарядах используются облицовки как из однородных, так и композитных материалов. При этом регистрация кумулятивной струи, сформированной облицовкой из композитного материала, значительно затруднена ввиду образования экранирующего фона продуктами сгорания.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства фоторегистрации путем повышения качества изображения при регистрации кумулятивной струи, сформированной облицовкой из композитного материала.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве фоторегистрации быстропротекающих процессов, включающем импульсный источник подсветки, фоторегистратор, установленные на одной оптической оси, между которыми расположена рабочая область для исследования, источник создания области исследования, ось которого перпендикулярна общей оптической оси импульсного источника подсветки и фоторегистратора, перед источником создания области исследования, соосно его оси установлена вакуумированная камера для размещения в ней рабочей области для исследования, вход в камеру со стороны источника создания области исследования закрыт пластиной, изготовленной из материала, плотность которого 1-8 г/см3, при этом толщина пластины 0,5-5 мм, расстояние от источника создания области исследования до общей оси фоторегистратора и импульсного источника подсветки составляет не менее 5 диаметров источника создания области исследования, причем камера имеет патрубки, закрытые пластинами из оптически прозрачного материала и размещенные соосно общей оси фоторегистратора и импульсного источника подсветки.
Источником создания области исследования может служить кумулятивный заряд с облицовкой из композитного материала. Использование вакуумированной камеры, в которой размещают рабочую область для исследования после срабатывания источника создания
данной области приводит к тому, что при прохождении через нее кумулятивной струи из композитного материала улучшаются условия ее распространения за счет исключения процессов горения элементов кумулятивной струи. Это приводит к улучшению качества фоторегистрации кумулятивной струи. Размещение вакуумированной камеры соосно оси источника создания рабочей области исследования позволяет улучшить (облегчить) настройку фоторегистратора на рабочую область для исследования до процесса фоторегистрации.
Вход в камеру со стороны создания источника исследования закрыт пластиной, изготовленной из материала с плотностью 1-8 г/см3 и толщиной 0,5-5 мм. Это дает возможность сохранить вакуум в камере до момента входа в нее кумулятивной струи и максимально снизить негативное влияние материала пластины на кумулятивную струю. Выбор нижней границы плотности и толщины материала пластины обусловлен допустимыми потерями энергии струи, которыми можно пренебречь. При увеличении верхней границы указанных диапазонов происходит потеря информативности при фоторегистрации. Выбор расстояния от источника исследования до общей оси фоторегистратора и импульсного источника подсветки связан с условиями формирования кумулятивной струи с достаточной информативностью в зоне рабочей области для исследования. Меньшее расстояние (менее 5 диаметров) приводят к потере контрастности при фоторегистрации за счет влияния продуктов взрыва.
Выполнение камеры с патрубками, закрытыми пластинами из оптически прозрачного материала позволяет обеспечить высокое качество фоторегистрации за счет сохранения оптической прозрачности пластин в момент регистрации из-за исключения воздействия частиц кумулятивной струи. Размещение патрубков соосно общей оси фоторегистиатора и оси импульсного источника подсветки обеспечивает лучшие условия наведения фоторегистратора на рабочую область для исследования, что улучшает качество фоторегистрации.
На фиг. изображен общий вид заявляемой полезной модели.
1 - камера;
2 - взрывной источник света;
3 - скверхскоростной фоторегистратор (СФР);
4 - оптически прозрачные пластины из оргстекла;
5 - кумулятивный заряд;
6 - пластины из стали.
Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели может служить следующее устройство фоторегистрации быстропротекающих процессов.
Данное устройство включает импульсный источник подсветки и фоторегистратор, установленные на одной оптической оси. В качестве источника подсветки использован взрывной аргоновый источник света. В качестве фоторегистратора применен сверхскоростной фоторегистратор (СФР). Источником создания области исследования является кумулятивный заряд диаметром 60 мм с композитной облицовкой из вольфрама, олова, свинца и углерода. Ось кумулятивного заряда перпендикулярна общей оптической оси взрывного источника света и СФР. Со стороны облицовки установлена вакуумированная камера для размещения в ней рабочей области для исследования. Камера представляет собой стальную цилиндрическую трубу вход и выход которой закрыт пластинами. Пластина, размещенная со стороны облицовки, изготовлена из стали толщиной 0,5 мм с плотностью 7,8 г/см 3. Расстояние от основания облицовки кумулятивного заряда до общей оптической оси взрывного источника света и СФР составляет 540 мм. В трубе выполнены два патрубка соосно общей оптической оси взрывного источника света и СФР высотой 250 мм. Патрубки закрыты пластинами из оргстекла толщиной 5 мм.
Устройство работает следующим образом.
После установки камеры 1 соосно патрубкам на общей оптической оси размещают с противоположных сторон взрывной источник света 2 и СФР 3. Патрубки закрыты оптически прозрачными стеклами 4. Камеру с двух сторон закрывают технологическими заглушками и натягивают нить вдоль оси камеры, которая перпендикулярна общей оптической оси 2 и 3. Производят настройку СФР на нить. С помощью лазерного источника (на фиг. не показан) производят совмещение оси кумулятивного заряда с осью камеры 1. После настройки удаляют технологические заглушки и нить. С торцев камеры устанавливают рабочие пластины 6 и производят вакуумирование камеры. После подрыва кумулятивного заряда 5 струя пробивает пластину 6, размещенную перед кумулятивной облицовкой и перемещается в вакуумном пространстве вдоль оси камеры 1, не создавая дымного облака, экранирующего струю до рабочей области для исследования. В момент входа носика струи в рабочую область для исследования зеркало СФР 3 занимает положение фоторегистрации, выдается сигнал на подрыв взрывного источника света 2. При прохождении кумулятивной струей рабочей области для исследования осуществляется ее фоторегистрация. Поскольку отсутствует взаимодействие струи с кислородом воздуха в вакуумированной камере 1, а воздух, проникший со струей в пробитое отверстие распространяется со скоростью в несколько раз меньшей скорости струи, то регистрация струи производится без оптических помех. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными, позволяет зарегистрировать кумулятивную струю, образованную облицовкой из композитного материала за счет улучшения условий ее распространения в момент фоторегистрации, что расширяет функциональные возможности регистрирующего устройства.
Устройство фоторегистрации быстропротекающих процессов, включающее импульсный источник подсветки, фоторегистратор, установленные на одной оптической оси, между которыми расположена рабочая область для исследования, источник создания области исследования, ось которого перпендикулярна общей оптической оси импульсного источника подсветки и фоторегистратора, отличающееся тем, что перед источником создания области исследования, соосно его оси, установлена вакуумированная камера для размещения в ней рабочей области для исследования, вход в камеру со стороны источника создания области исследования закрыт пластиной, изготовленной из материала, плотность которого 1-8 г/см3 и толщиной 0,5-5 мм, расстояние от источника создания области исследования до общей оси фоторегистрации и импульсного источника подсветки не менее 5 диаметров источника создания области исследования, при этом камера имеет патрубки, закрытые пластинами из оптически прозрачного материала и размещенные соосно общей оси фоторегистратора и импульсного источника подсветки.
