Система оптической регистрации быстропротекающего процесса

Система оптической фоторегистрации быстропротекающего процесса относится к оптическим схемам регистрации, а именно, к схемам фотографической регистрации быстропротекающих процессов и может быть использована для оптической диагностики при исследованиях в области аэродинамики, газодинамики, баллистики и т.д. В отличие от известной системы оптической фоторегистрации быстропротекающего процесса, сопутствующего высокоскоростному движению объекта исследования, содержащей точечный импульсный источник света, связанный с системой синхронизации момента его запуска с моментом появления объекта исследования в зоне регистрации, создаваемой источником, диффузно рассеивающий полупрозрачный экран, камеру с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП), расположенную от источника за экраном, в предлагаемой системе, перед экраном со стороны импульсного источника света размещена дополнительная камера с ЭОП, установленная с возможностью одновременного запуска с источником света и основной камерой с ЭОП, причем светотехнические параметры источника света выбраны из условия обеспечения регистрации в проходящем и отраженном свете. Технический результат состоит в повышении информативности схемы регистрации в одном эксперименте, благодаря одновременной регистрации быстропротекающего процесса в проходящем и отраженном свете. 1 н.п.ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к системам, основанным на оптических схемах регистрации, а именно, схемах фотографической регистрации быстропротекающих процессов и может быть использована для оптической диагностики при исследованиях в области аэродинамика, газодинамики, баллистики и т.д..

Известен аналог - система, в основе которой лежит схема фотографирования в отраженном свете при использовании импульсной подсветки (А.В.Фомин Общий курс фотографии, М. «Легкая индустрия», 1974). Недостаток - невозможность визуализации оптических неоднородностей, сопровождающих высокоскоростное движение исследуемых моделей.

Известна схема теневой фоторегистрации камерой с электронно-оптическим затвором (ЭОП), лежащая в основе системы оптической регистрации (С.И.Герасимов Ю.И.Файков, С.А.Холин Кумулятивные источники света, Саров, 2002, стр.78 рис.1.68), где импульсный точечный источник света, синхронизируемый с моментом регистрации объекта исследования, строит теневое изображение на диффузно рассеивающем экране, а запускаемая с началом его работы камера с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) (с ЭОП-затвором) фиксирует это изображение (фотографирование в проходящем свете).

Недостаток системы заключается в ограничении информации о состоянии поверхности регистрируемого объекта.

Для ряда задач, прежде всего в практике баллистического эксперимента, требуется, например, одновременно с информацией о расхождении в процессе движения крупногабаритных элементов баллистической установки, в частности, поддона с размещенной в его стволе

испытываемой баллистической моделью (эта часть задачи решается теневым методом), получить информацию о состоянии поверхности этой модели.

Технический результат заявляемой полезной модели состоит в повышении информативности схемы регистрации в одном эксперименте.

Данный технический результат достижим за счет того, что в отличие от известной системы оптической фоторегистрации быстропротекающего процесса, сопутствующего высокоскоростному движению объекта исследования, содержащей точечный импульсный источник света, связанный с системой синхронизации момента его запуска с моментом появления объекта исследования в зоне регистрации, создаваемой источником, диффузно рассеивающий полупрозрачный экран, камеру с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП), расположенную от источника за экраном, в предлагаемой системе, перед экраном со стороны импульсного источника света размещена дополнительная камера с ЭОП, установленная с возможностью одновременного запуска с источником света и основной камерой с ЭОП, причем светотехнические параметры источника света выбраны из условия обеспечения регистрации в проходящем и отраженном свете.

Введение в систему помимо основной камеры с ЭОП-затвором, расположенной от источника света с выбранными в соответствии с заявляемыми светотехническими характеристиками за экраном и регистрирующей теневую картину в проходящем свете, дополнительной камеры, установленной перед экраном, имеющей возможность одновременного запуска с источником света и основной камерой с ЭОП, позволяет одновременно регистрировать процесс в отраженном свете. Сочетание результатов фоторегистрации в проходящем и отраженном свете дает возможность в одном эксперименте повысить информативность системы.

На фиг. изображена схема двухканальной фоторегистрации, лежащая в основе заявляемой системы (фотопоста), где 1 - точечный излучатель

(импульсный источник света), 2 - накопитель энергии, 3 - основная фотокамера с ЭОП-ЭПОС, 3* - дополнительная фотокамера с ЭОП, 4 - лавсановый экран (диффузно рассеивающий полупрозрачный экран), 5 - испытываемая баллистическая модель (объект исследования), 6 - фотоприемник с блоком задержки, 7 - баллистическая установка.

При проведении аэробаллистического эксперимента, а именно - эксперимента по метанию испытываемой модели со скоростью 0.5...3.0 км/с из баллистической установки (БУ), одной из важнейших задач промежуточной баллистики является исследование процессов взаимодействия элементов сложной системы: собственно модели, ведущих элементов (поддонов, обкладок, обтюраторов), ствола БУ, продуктов горения порохового заряда, ударных волн, формируемых движущимися телами.

Для решения задачи фотографической регистрации таких процессов была разработана схема фотографирования (фиг.), в которой в один и тот же момент времени производилось как теневое фотографирование объектов в проходящем свете, так и съемка в отраженном свете.

При выстреле БУ (7), в области дульного среза появляется светящаяся область, на которую ориентирован фотоприемник (6), запускающий схему с необходимой задержкой. Точечный импульсный излучатель (1) газоразрядный с ограничением распространения разряда сконструирован таким образом, что, с одной стороны, он обладает необходимыми светотехническими параметрами, достаточными для построения изображения модели в отраженном свете (яркость 6.2 Мсб, тело свечения 0.785 см²; при чувствительности фотопленки S_0.8=1000 ед. ГОСТ), а с другой, имеет достаточно малое тело свечения ( 10 мм) для того, чтобы являться точечным источником теневой схемы и строить на матовом экране теневые спектры удовлетворительного качества. Излучатель (1), приводится в действие накопителем энергии (2) (Е=150 Дж), генерируя световой импульс, одновременно выдается синхроимпульс на открытие затворов фотокамер (основную и дополнительную) ЭПОС (3 и 3*), одна из которых

фотографирует теневое изображение, а другая - в отраженном свете. Экспонирование фотоматериала (время работы затвора) - 0.5...1 мкс.

Схема позволяет визуализировать различные фазы раскрытия поддона с размещенной в его стволе испытываемой баллистической моделью и одновременно получить информацию о состоянии поверхности модели на участке промежуточной баллистики (не более 5 м от дульного среза).

Таким образом, в результате усовершенствования системы оптической фоторегистрации быстропротекающего процесса, сопутствующего движению исследуемого объекта, повышена информативность схемы за счет получения в одном эксперименте изображения процесса в проходящем и отраженном свете.

Система оптической фоторегистрации быстропротекающего процесса, сопутствующего высокоскоростному движению объекта исследования, содержащая точечный импульсный источник света, связанный с системой синхронизации момента его запуска с моментом появления объекта исследования в зоне регистрации, создаваемой источником, диффузно рассеивающий полупрозрачный экран, камеру с электронно-оптическим преобразователем (ЭОП), расположенную от источника за экраном, отличающаяся тем, что перед экраном со стороны импульсного источника света размещена дополнительная камера с ЭОП, установленная с возможностью одновременного запуска с источником света и основной камерой с ЭОП, причем светотехнические параметры источника света выбраны из условия обеспечения регистрации в проходящем и отраженном свете.