Способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 98544 Союэ СоветскихСоциалистичеснихРеспублик(2) Заявлено 17,10,80(21) 2994666/18-10 с присоелииением заявкиГосударственный комитет С,С С РОпубликовано 30.12.82 Бюллетень48 по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 01,01.83 ч(72) Авторы изобретения 71) Заявител 4)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯВОЗМУШЕНИЙ В ПРОЗРАЧНОЙ СРЕДЕ уют толысо ельно точ еще ния Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении скорости перемещения прозрачных сред, газодинамических неоднородностей моделей летательных аппаратов и других возмущений. 5По основному авт. св. И 463905 .известен способ определения скорости распространения возмущений в прозрачной среде, состоящий в том, что исследуемую прозрачную среду просвечивают световым пучком 11После прозрачной среды световой поток разделяют на два пучка, осуществляют сдвиг их волновых фронтов вдоль на1 правления распространения возмущения, регистрируют фотоэлектрическим методом световые сигналы в точке наложения оптических картин и по отношению2 волнового сдвига к времени Т между световыми сигналами определяют скорость Ч распространения возмущения по формулед / гф Известный способ использ в тех случаях, когда предварит но известно направление перем возмущения, так как осуществляют сдвиг волновых фронтов вдоль направления распространения возмущений. Однако в боль шей части реальных исследуемых про цессов направление распространения воз мущений заранее не известно, либо изве стно приближенно. В таких случаях известным способом можно получить лишь значение величины проекции скорости на направление сдвига, абсолютная же ве личина вектора скорости и его направле ние остаются неизвестными либо приближенно рассчитываются путем исполь зования других косвенных данных.Цель способа - повышение точности и информативности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в способе дополнительно смещают сдвинутые волновые фронты световых пучков, прошедших через исследуемую срв ду в направлении, перпендикулярном ихОВЬ 744 первоначальному сдвигу, а световые пучки в точке наложения оптических картин маркируют по интенсивности.Для осуществления способа выполняются следующие операции. 5Настраивается оптический прибор (теневой прибор, интерферометр) и фотоэлектрическая регистрирующая аппаратура на максимальную чувствительность.Измерительный участок (измеритель, 10ное сечение) выделяют диафрагмой, которую располагают в плоскости изображения исследуемой прозрачной среды. С помощью первой приставки сдвига осуществляют сдвиг волновых фронтов световых пучков, прошедших через исследуе мую среду в одном произвольном направлении. Далее оба сдвинутых волновых фронта направляют во вторую приставку сдвига, расположенную на оптической оси 20 . последовательно с первой приставкой. С помощью второй приставки сдвига дополнитедьно осуществляют смещение сдвинутых фронтов световых пуов в направлении, перпендикулярном их сдвигу в 5 первой приставке. В результате образуется четыре изображения исследуемойсреды, частично перекрывающих друг друга. Ддя маркировки этих световых пучковформирующих изображение иссдедуе мой прозрачной среды, в поле исследуемой среды ослабляют световые пучки с помощью например, нейтральных светофильтров в заданном соотношении. Соотношение ослабления световых пучков выбирается в соответствии с чувствительностью регистрирующей аппаратуры, В области переналожения изображений осуществляют регистрацию четырех световыхсигналов соответственно от двух пар 40 сдвинутых световых пучков 1 Определяют время между сигналами и по величине смещения сдвига определяют проекции скорости распространения возмущений по двум взаимно перпендикулярным направ лениям Ч и У, Ч= сх I "ху = . "% "з.где сх и с 1, - величина сдвига в двухвзаимно перпендикулярных направлениух;Тх и у - соответствующие им времена. 0По полученным значениям Ч и Ч определяют скорость распространения возмущений У и направление (угол с по отношению и выбранному направлещпо оси Х по формудам 4На фиг. 1 дана схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - оптическая картина, наблюдаемая в плоскости изображения прибора (небольшой круг в центре картины - диафрат. мы фотоэлектрической аппаратуры); на фиг, 3 - эквивалентная ей схема расположения диафраъад в обратном ходе лучей в поле исследуемой среды.Световой поток от источника 1 света формируется в параллельный пучок с помощью объектива 2, проходит поле 3 исследуембй среды и маркирующий нейтральщлй фильтр 4 и с помощью объектива 2 фокусируется в плоскости ножа фуко тене. вого прибора 5, Вблизи фокальной плос- кости последовательно устанавливаются два сдвиговых устройства, например дифракционные решетки 6 и 7, направленияштрихов решеток составляют угол в 90 (стрелки у изображений решеток на фиг. 1 указывают направление сдвига изображений. В плоскости 8 изображения прибора располагается диафрагма 9, за которой устанавливается фотоэлектрическая приставка 10 с усилителем 11 и регистрирующим осциллографом 12. В пдос кости 8 изображения теневого прибора наблюдается следующая картина (фиг. 2). Изображение поля исследуемой среды сдвинуто в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Жвивалентная ей схема расположения диафрагмы Э в поле иссдьдуемой среды представлена на фиг. 3, При прохождении возмушеиий неоднородности исследуемой среды в направлении, показанном стрелкой (фиг. 3), через диафрагму 9. поступает световой сигнал от каждого из четырех световых пучков. Соответственно на осциллографе получается четыре сигнала последовательно от первой до четвертой областей. Для установления соответствия сигнала на осциллографе и порядком прохождения изображения исследуемой среды, формируемого различными пучками, мимо диафрагмы в плоскости среды устанавливается набор нейтральных фильтров с различными коэффициентами пропускания. Относительное расположение фильтров идентично расположению изображений диафрагм на эквивалентной схеме (фиг. 3) и показано . штриховкой.Регистрируемые осциллографом 12 сигналы от каждой области плоскости исследуемой среды имеют свои интенсивности и таким образом легко различаются на экране по амплитуде сигнала, По величине сдвига (,х и с и измеренному5 985744 6 времени между идентичными сечениями по авт.св. % 463905, о т л и ч а юь н Т определяют 4 и сс 1.по фор- щ и й с я тем, что, с пелью повышения мулам (1) и 2). точности и информативности измерений,Таким образом, использрвание предла- дополнительно смещают сдвинутые волно гаемого способа позволяет в одном экспез вые фронты световых пучков, прошедших рименте определить абсолютную величину исследуемую среду в направлении, перскорости перемещения возмущения и еепендикулярном к их первоначальному направление, что повышает информатив- сдвигу, а световые пучки в точке нало,ность експеримента. Кроме того, опреде жения оптических картин маркируют по ление скорости производится с большей 10 интенсивности. точностью, так как используется один и Источники информапии, тот же измерительный канал, - принятые во внимание при экспертизеФормула изобретений 1. Авторское свидетельство СССРСпособ определения скорости распро- % 463905, кл. С 01 Р 3/36, 1973 странения возмущений в прозрачной среде 5 (прототип).