415510

Зс,О П И С:А=-И-ЕИЗОБРЕТЕНИЯ Саоз Советских Социалистицеских Республик. Кл, 6 011 5,0 Ж 1972 ( 1789693.18-10) аявлено с присоединением заявки-ПриоритетОпубликовано 15.11.1974, БюллетеньДата опубликования описания 19.И.1974 Гасударственный номитет Совета Миннстров СССР по делам нзооретеннй и открытийМ. Чернин щенкова бель Ленина институт химической физики АН СССР аявите, гь П И РОМ ЕЕЕ АНИРУЮЩИЙ СПЕ Изобретение относится к области высс котемпературной пирометрии и может быть использовано для определения продольных температурных полей пламени газовых струй.Возникает необходимость в определении вероятностей элементарных процессов перераспределения колебательной энергии, протекающих в смесях продуктов сгорания. Однако для правильной оценки времен колебательной релаксации в газовых сверхзвуковых потоках 10 измерение температур колебательных степеней свободы различных молекул только в одной точке струи является явно недостаточным. Необходима полная картина распределения колебательных температур вдоль потока, на чицая от ряда близлежащих точек у среза сопла.Задача измерения температур в ряде точек по потоку может быть решена обобщенным методом обращения спектральных линий пе ремещенцем генератора струи либо источника со спектральным прибором. Однако в лабора. торной практике не всегда бывает возможным двигать закрепленное сопло со струей, а перемещение входящих в установку оптических 25 приборов может быть очень сложным и связано с нарушением юстировки,Известные спектропирометры, содержащие источник, оптическую систему, генератор струи газа и моцохроматический приемник, не по- Зо зволяют находить очертания температурных полей вдоль потока с помощью подвижных оптических систем, в которых поддержание сигнала достигается за счет устранения ц компенсации возникающих аберраций.Цель изобретения - улучшение коррекции полевых аберраций с одновременным сохранением величин телесных углов. Это достигается тем, что оптическая система предлагаемого спектропирометра выполнена из сферических зеркал: первого, неподвижного, в фокусе которого размещен источник, второго и третьего, способных синхронно перемещаться вдоль осц потока, и четвертого, неподвижного, в фокусе которого размещен приемник излучения, причем оптические осц обеих зеркальных пар из неподвижного и подвижного сферических зеркал симметричны относительно оси потока, а перед первой и позади второй пары установлены цилиндрические зеркала с образующими в мерцдиональной плоскости, которые находятся в соответствуюцсих фокусах средних положений си. стем зеркальных пар, совпадающих с центрами входного ц выходного зрачков спектропирометра.Такое выполнение оптической системы позволяет быстро, в течение одного эксперимента, производить измерения температурных полей вдоль потока, ири этом все массивные части установки остаются неподвижными,На чертеже показана оптическая схема описываемого сканирующего спектропирометра.Излучение от инфракрасного щелевого источника 1 падает на цилиндрическое зеркало 2, откуда отраженный расходящийся пучок направляется на первое неподвижное сферическое зеркало 3. После отражения отзсрка-: ла 3 лучи света идут параллельно и, заполняя второе подвижное сферическое зеркало вновь отражаются в сходящемся пучке. Зеркало 4 с помощью плоского зеркала 5 создает с уВеличением промежуточное изображение щели источника на оси А - А газовои струи. Далее, в обратной последовательности, излучение симметрично проходит вторуо половину своего пути. Отражаясь от зеркал 6 - 8 и цилиндрического зеркала 9 изображение формируется в виде узкой продольной полости источника и с тем же увеличением попадает на щель одноканального спектрометра 10.С целью компенсации комы на изображениях источника сферические зеркала 3 и 4, а также 7 и 8 имеют Л-образное расположение. Астигматизм, вносимый сферическими зеркалами 3 и 4, компенсируется астигматизмом обратного знака, вносимым вогнутым цилиндрическим зеркалом 2, образующие цилиндрической поверхности которого параллельныы меридиоиальной плоскости (т. е. плоскости чертежа). Астигматизм, вносимый сферическими зеркалами 7 и 8 аналогичным образом компенсируется цилиндрическим зеркалом 9.Оптическая схема спектропирометра рассчитана так, что Входным зрачком прибора является оправа зеркала 2, расположенная в переднем фокусе системы двух сферических зеркал 3 и 4. Следовательно, между зеркалами 5 и 6 главные лучи идут параллельно оси центрального пучка (телецен 1 рический ход). Изображение оправы зеркала 2 совпадает с оправой зеркала 9 (выходной зрачок), поскольку цилиндрическое зеркало 9 расположено в фокусе сисемы двух сферических зеркал 7 и 8.Подвижноеь оптической сисемы достигается за счет двух пар сферических зеркал, расположенных симметрично относительно оси 25 30 35 40 45 50 потока и раздвигаемых сшхрошо в параллельных лучах. Такое решение обеспечивает сохранение фокусировки и постоянных величин елесных углов иа Всем участке сканироВаипя. йЕСМОтря На ПодвпжнОстЬ ЭЛЕМЕнтов в дос 1 аточно широком диапазоне, оптическая система рассчитана так, что поддержание сигнала осуществляется за счет устранения и компенсации возникающих аберрации.Это особенно важно в связи с тем, что обобщенныи метод Обращения предусмаривает количественное изерение Сеов потоков,Полного исключения астигматизма можно было Оы дооиться, используя В параллельных ПУЧКВХ ВНЕОСЕВЪЕ ПаРВООЛИЧЕСКИЕ ЗЕРКаапа.1 ехно,огия производства аких зеркал Очень сложна, Оэтому приходится использоват ПОДВИЖНЫЕ ПаРЫ СФЕРИЧЕСКИХ ЗЕРКВЛ В СОМ тапки с цилиндрическими зеркалами, распо ложенными в соответствующих фокусах си стем сферических зеркал,Предмет изобретения Сканирующий спектропирометр для измерения температур вдоль оси струи газового потока по обобщенному методу обращения спектральных линий, содержащий протяженныи по высоте источник с непрерывным спектром излучения, оптическую систему, генератор струи газа и монохроматический приемник, отличающийся тем, что, с целью улучшения коррекции полевых аберраций с одновременным сохранением величин телесных углов, оптическая система выполнена из сферических зеркал: первого, неподвижного, в фокусе которого размещен источник, второго и третьего, способных синхронно перемещаться вдоль оси потока, и четвертого, неподвижного, в фокусе которого размецен приемник излучения, причем оптические оси обеих зеркальных пар из неподвижного и подвижного сферических зеркал симметричны относительно оси потока, а перед первой и позади второй пары установлены цилиндрические зеркала с образующими в меридиональной илоскос 1 и, которые находятся в соответствуощих фокусах средних положений систем зеркальных пар, совпадающих с центрами входного и выходного зрачков спектропирометра.Заказ 1404/6 Изд. Мц 1252 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2