Способ измерения размеров прозрачныхкапель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.04.79 (21) 2748828/18-25 (51)М л С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Ио(23) Приоритет 6 01 М 21/59 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 300681 Бюллетень М 24 Дата опубликования описания 30. 06. 81 2) Авторь изобрете) Заявите 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРОЗРАЧНЫКАПЕЛЬ то- куф етс ров ии 1 О 15 О ся тем,оввлении О Изобретение относится к оптическим способам измерения, а именно к фотографированию летящих капель в газовом потоке.Известны оптические способы измерений мелкости распыливания, основанные на использовании явлений рассеивания, отражения, преломления, поглощения, интерференции и дифракц при помощи прохождения светового лу ча через струю распыленного топлива Г 13. Однако способы не позволяют точно замерять размеры капель, зависят от многих факторов при измерении и не дают картину распределения капель по размерам в газовом потоке. Нечеткое изображение большинства капель на микрофотографиях затрудняет ведение автоматического подсчета и сильно увеличивает трудоемкость методов анализа размеров.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения размеров прозрачных капель, при котором направляют свет от источника через образец на свето- приемник и осуществляют съемку капель, Этим способом можно получить только одну микрофотографию за одну съемку. 3 Для получения нескольких микрофо графий производят съемку на плен -движущуюся в направлении полета капель, при серии вспышек мощного разрядника с определенной заранее заданной частотой Г 21.Недостатком этого способа являя малая точность измерения размекапель, Капли, расположенные вне плоскости наводки, на микрофотографии получаются расплывчатыми, причем масштаб их иэображения изменяется по мере удаления от объектива. Небольшое количество измеряемых капель вследствие попадания в объектив ограниченного участка струи приводит к необходимости получения большого количества микрофотографий. Внутри струи трудно получить надежные снимки капель, а введение внутрь нее объектива или другого устройства вызывает ее возмущение, что нарушает действительную картину распределения капель в этом месте.Цель. изобретения - увеличение точности измерения размеров капель вгазовом потоке.Поставленная цель достигает что в способе измерения размер прозрачных капель, при осущест842509 О При этом устанавливают два источника направленного света так, чтобы слабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот.5Кроме того, углы освещения к осио светоприемника выбирают от 40 до 60 .На фиг. 1 дана схема прохождения лучей через каплю на фиг. 2 - зависимость отношения расстояния между серединами бликов к диаметру капли от угла падения света.Способ осуществляется следующим образом.В предлагаемом способе фотографирования капель выбор положения 25 освет.телей играет первостепенную роль. При освещении капель во время Фотографирования в систему светоприемника, например в оптическую систему Фотоаппарата, попадают блики от капли как отраженные, так и преломленные и на фотографии получаются комбинации бликов, по которым трудно определить размеры капли. Это вызывается тем, что капля не представляет собой однородный шарик, отражающий. свет, а прозрачную среду, обладающую свойством преломлять световые лучи.Для обработки методики фотографирования с целью нахождения оптимального положения осветителей проводят специальную серию опытов, при которых фотографируют отдельную висящую каплю при разных положениях осветителей и выясняют, что при всех по ложениях капля светится.не вся целиком, Отдельные блики с размерами, гораздо меньшими размеров капли,при движении ее оставляют светлые полосы, по ширине которых нельзя судить о размере капли.Свет, падающий на прозрачную каплю в диапазоне углов от 40 до 60 , частично отражается и в месте, откуда он отражается в объектив фотоаппарата, на фотографии получается блик отражения, Преломленный свет проходит сквозь каплю, преломляется вторично и выходит в воздух в том месте, откуда выходящий преломленный свет попадает в объектив, и на фотографии получается блик преломления, В большей части диапазона углов попадания света блик преломления гораздо интенсивнее блика отражения, так как большая часть света не 1. Способ измерения размеров 60 прозрачных капель, при осуществлении которого направляют свет отисточника через образец на светоприемник, осуществляют съемку капли,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 65 с целью увеличения точности измекоторого направляют свет от источникачерез образец на светоприемник,осуществляют съемку капли, угол междупадающим светом от источника иосью светоприемника выбирают так,чтобы на изображении капли получилосьдва блика, размеры которых, меньшедиаметра капли, и по расстоянию междуцентрами этих бликов определяют диаметр капли. отражается от капли, а проходит .сквозь нее.Кроме бликов отражения и преломления, появляются более слабые блики, порожденные многократным отракением и преломлением, но они практически не видны на фотографиях, поэтому о размере капли можно судить по расстоянию между серединами бликов, которые оставляют светлые пблосы на фотографиях. Таким образом, угол между источником и светоприемником выбираетсятаким, что на изображении капли по- .лучаются два блика: отражения и преломления. Расположение бликов видноиз схемы прохождения лучей черезкаплю (фиг.1) . Расстояние 6 междусерединами бликов зависит от угла .между источником и светоприемником,Из зависимости отношения расстояния6 между серединами бликов к диаметру д 1 капли от угла у падения света (фиг.2) видно, что оптимальныйугол падения света близокк 45 и вдиапазоне углов 40-60 расстояниемежду бликами слабо зависит от угла,п,и этом указанное расстояние составляет 0,92 дЕ,Так как яркость блика преломления меньше блика отражения при углепадения света 45 то для облегчения идентификации и обработки изоб-ражений капель на фотоматериалах дополнительно ставится второй источник света, расположенный симметричнопервому относительно оптической осисветоприемника.Вследствие этого блики отражения первого источника совмещаются с бликами преломления второго инаоборот. Таким образом, на фото-.изображении имеем всего два бликаодинаковой яркости, расстояние междукоторыми однозначно характеризуетдиаметр капли.Использование предлагаемого способа позволяет более точно вестиисследования распыливания жидкостейи горючего в форсунках двигателейи тем самым определять правильныйих расход, а также более точно изучать процессы, происходящие присрыве и дроблении пленки жидкостигазовым потоком в теплообменниках,массообменных аппаратах и газожидкостных сепараторах,Формула изобретения(Риг. Составител ермелштайн Техред А.АСоколоваКорректор ожо Редакто Заказ 5056/4 Тираж 907 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Х(-35, РауПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 рения размеров капель в газовом потоке, угол между падающим светом от .источника и осью светоприемника выбирают так, чтобы на изображении капли получилось два блика, размеры которых меньше диаметра капли, и по расстоянию между центрами этих ,бликов определяют диаметр капли,2. Способ по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что устанавливают два источника направленного света так, чтобы слабый блик от одного источника накладывался на сильный блик от другого и наоборот. 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что углы освещения к оси светоприемника выбирают от 40 до 60 О. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 387265, кл. С 01 й 15/02, 1969.2. Лыловский А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях. - "Судостроение". Л., 1971, с. 11 (прототип).