Способ определения скорости частицы

(51) 4 С 01 Р 3/36 фНСУ В, ТТТ АР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ11Н АВТСРСНСМУ СВНВВТВЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР(56) Ильинский В.М. Бесконтактное измерение расходов, М.: Энергия,1970, с. 28-51.Печенкин М.В. К вопросу о методике экспериментального изучения турбулентных потоков методом кинофотосьемки. - Сб. докладов по гидротехнике. Всесоюзный институт гидротехники. Вып.4, М.-Л.: 1962, с.265-273. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить ,эксплуатационные воэмоаности. Двикущуюся.частицу конечных размеров фото,Я 0.12 7256 А 1 графируют с экспозицией, заведомобольшей времени необходимого длясмещения частицы на свой диаметр впроекции на плоскость, перпендикулярной направлению наблюдения. При фотометрировании преобразуют плотностьпочернения вдоль осевой линии траектории на фотоматериале в яркость свечения частицы Н(Ь) а поперек. оси траектории - в яркость свечения Н(К).Определяют максимальную яркость свечения, начало и ширину траектории.Истинная длина трека при произвольном уровне сечения Ко складываетсяиз длины трека по выбранному уровнюи расстояния от начала трека до точки начала отсчета длины трека. Выбор величины уровня К в диапазонеО, 1 4 К 4 0,9 обусловлен исключениемнеоднозначности в определении траектории, ее начала.и ширины иэ-за неоднородности почернений фотоматериала при малых уровнях яркости. 1 ил.1 126Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скоростей частиц, втом числе в газо- гидродинамическихсредах,Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей,, На чертеже представлена денситограмма трека частицы.Способ осуществляется следующимобразом,фотографируют движущуюся частицуконечных размеров с экспозицией,ве,личину которой выбирают заведомобольшей времени, необходимого длясмещения частицы на свой диаметр впроекции на плоскость, перпендикулярной направлению. наблюдения. В та-ком случае видимая длина трека попродольной оси составляет более двухдиаметров частицы, а длины фронтатрека и его спада равны диаметру частицы независимо от скорости частицы.Совпадение длин фронта и спадакривой почернения трека на фотографии и равенство их диаметру частицысвязано с эффектом накопления свето"ваго потока от многих точек частицыпри ее движении в одной точке фотоматериала, так как из-за конечныхразмеров частицы ее изображение проектируется одновременно на множествоточек. фотоматериала и на каждый разрешаемый элемент его, расположенныйв пределах участка изображения частицы, последовательно поступает световой поток от точек частицы, расположенных вдоль проекции направленияее движения на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения.Самой яркой точкой фронта на фотографии траектории частицы являетсяее крайняя точка, лежащая на внутреннем конце диаметра, расположенноговдоль направления движения, поскольку в эту точку иэображения частицы нафотоматериале поступает световой поток со всех точек диаметра частицыпри ее движении, т.е. при смещенииее изображения на фотоматериале. Указанная точка образует наиболее яркуюосевую линию траектории движения частицы.В соответствии с кривой почернения фотоматериала преобразуют плотность цочернения вдоль осевой линии траектории на фотоматериале вяркость свечения частицы Н(Ь) вдоль.7256 2 30 центра фронта.Середина фронта (по уровню Н,/2)совпадает с точкой, отстоящей от начала фронта на расстоянии Е, /2 только в том случае, когда интегрированиепо пределу Е, в выражении (1) осуществляется во всем диапазоне значенийот 0 до Кт.е. когда частица перемещается на расстояние, не меньшее еесобственного диаметра К,В таком случае расстояние перемещения частицы в точности равно длинетрека, измеренной по уровню к, = 0,5,т.е. на полувысоте трека, так как,45 например, смещение частицы на расстояние, равное ее собственному диаметру, приводит к длине трека, равнойдвум диаметрам по уровню к, = 0,1при ширине трека на полувысоте, рав"ной диаметру частицы.Поэтому длительность экспозициипри фотографировании частицы выбирают заведомо большей времени, необходимого частице для смещения на рас 55стояние, равное ее собственному диа- метру.Для определения истинной длинытрека при произвольном выборе уровня сечения к в диапазоне значений 10 15 20 25 направления 1., а поперек оси траектории - в яркость свечения Н(К), и определяют максимальную яркость свечения Н, , а также начало траектории и ширину траектории К, по уровню 0,1 Н,.Зависимость Н(К) определяет яркость свечения частицы в направлении ее диаметра и симметрична относительно центра частицы. Значение К, определяет видимый диаметр частицы.Профиль фронта траектории частицы определяется выражениемнСЕ,) = ) н (р., - к) ак , (оогде Е - расстояние от начала фронта до выбранной точки фронта.В силу симметрии зависимости Н(К) профиль фронта симметричен относительно значения Е = К, /2, в котором фв соответствии с (1) значение Н(К,)/2 = Н,/2, т.е. независимо от конкретного вида зависимости Н(К), определяемой характером отражения света поверхностью частицы, середина фронта по уровню 0,5 Н всегда находится на расстоянии К,/2 от начала фронта, а кривая светнмости Н(Е ) во фронте симметрична относительно1267256 4 почернений фотоматериала при больших уровнях яркости. 1 к + 21 Ко (2) 1 =1,+ 21- К,Составитель Ю Редактор Т.Митейко Техред М.ХодаТираж 778 ИИ 11 И Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушПодписноеета СССРкрытийя араб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород Проектная з0,1 СК 0,9 определяют длину трека 1. по выбранному уровню к и расстояние от начала трека до точки начала отсчета 1 длины трека по уровню 1 Истинную длину трека определяют из соотношения Значения яркости свечения частицы Н(1.), вдоль оси трека приведеноиа чертеже в координатах яркость -Н и длина - 1 Длина трека, численно равная длине трека 1., по уровню к = 0,5, легко определяется поформуле (2) после измерения длинытрека 1. по уровню 0,1к ( 0,9 ирасстояния 1 от начала трека до точки начала отсчета длины трека по выбранному уровню к,Ограничение величины уровня к,значениями О, 1К0,9 выбрано дляисключения неоднозначности в определении траектории, ее начала и ширины из-за неоднородности почерненийфотоматериала при малых уровнях яркости, а также из-за пологости кривых формула изобретений 5Способ определения скорости частицы путем ее фотографирования с известной экспозицией и фотометрирования полученного при фотографированиииэображения трека частицы вдоль продольной оси с последующим определением длины трека 1. по уровню КОНО,где К, - численный коэффициент в пределах 0,11,0,9, а Н - максимальная яркость трека, и определения скорости как отношения длины трека кдлительности экспозиции, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей,дополнительно фотометрируют трек поперек оси, определяют ширину трекаК, и его начальную часть 1 длязначений коэффициента К в пределахзначений Ко, а длину трека определяют иэ соотношения