Дистанционный теневой визуализатор плотностных неоднородностей морской воды

О П И С А Н И Е ( )934319ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичесиихРеспублик(22)Заявлено 220780 (2) 2962291/18-25с присоединением заявки РЙно делан нзебретеннй н еткрытнй(72) Авторы изобретени Авраменко и Э(7 ) Заявите 4) ДИСТАНЦИОННЫЙ. ТЕНЕВОЙ ВИЗУАЛИЗАТОРПЛОТНОСТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ МОРСКОЙ ВОДЫ Изобретение относится к оптичес: кому приборостроению и может быть использовано при изучении плотностных неоднородностей в прозрачных средах, в том числе и для изучения микроструктуры морской воды, когда изучаемая область удалена от наблюдателя.Известны теневые приборы, используемые для изучения микроструктуры морской воды, состоящие из теневой оптической системы и передающей телевизионной камеры, которые позволяют получить информацию о градиенте поля показателя преломления внутри анализируемого объема на экране приемного телевизионного устройства, расположенного в удобном для наблюдения месте 1.Однако чувствительность таких при боров при всех прочих равйых условиях зависит от прозрачности исследуемой среды. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дистанционный теневой визуализатор плотностных неоднородностей морской воды,содержащий последовательно установленные по оптической оси источник излучения, конденсор, диафрагму, выполненную в виде зеркального ножа, головной объектив, защитный иллюминатор и зеркало, установленный под оуглом к оптической оси диафрагмы проекционный объектив, эа которым установлена .светоделительная пластина,с одной стороны которой установлена телевизионная камера, подключенная к приемной телевизионной установке, а с другой - фотоприемник,соединенный с фильтром низкой частоты через усилитель постоянного тока, и измерительный прибор 12.Недостаток известного устройствазаключается в ограниченной достоверности измерений из-за влияния внешнего давления и перепадов темпера93431 40 3тур в условиях океанологическогоэксперимента,Цель изобретения - повышение достоверности измерений.Для достижения укаэанной цели вдистанционный теневой визуализаторплотностных неоднородностей морскойводы, содержащий последовательно установленные по оптической оси источник излучения, конденсор, диафрагму, 1 Овыполненную в виде зеркального ножа, головной объектив, защитный иллюминатор и зеркало, установленныйпод углом к оптической оси диафрагмы проекционный объектив, эа которымустановлена светоделительная пластина, с одной стороны которой установлена телевизионная камера, подключенная к приемной телевизионнойМстрновке, а с другой - фотоприемник, 2соединенный с Фильтром низкой частотычерез усилитель постоянного тока,и измерительный прибор, введены пьезокерамический ультразвуковой излучатель с генераторами низкой и высокой частот,установленный между зеркалом и защитным иллюминатором внеполя зрения, и последовательно подключенные к выходу фотоприемникаусилитель переменного тока, полосовой фильтр и делитель, второ входкоторого соединен с выходом фильтранизкой частоты, а выход - с измерительным прибором.На чертеже показана структурная35схема предлагаемого устройства,Устройство содержит источник 1излучения конденсора 2, диафрагму 3,выполненную в форме зеркального ножа, головной объектив 4, защитныйиллюминатор 5, зеркало 6, проекционный объектив 7, светоделительнуюпластину 8, передающую телевизионную камеру 9, приемную телевизионнуюустановку 10, пьезокерамицеский ульт.45развуковой излучатель,11 с генераторами высокой 12 и низкой 13 частот, фотоприемник 111, усилитель 15постоянного тока, усилитель 16 пеоеменного тока, полосовой фильтр 17,фильтр 18 низких частот, делитель19 напряжений двух электрическихсигналов и измерительный прибор 20.Источник излуцения 1, конденсор2, диафрагма 3, головной объектив 4,защитный иллюминатор 5 и зеркало 6установлены последовательно по оптической оси. Под углом к оптическойоси диафрагмы 3 расположен проекци-,9 4онный объектив 7, за кбторым установлена светоделительная пластина 8,с одной стороны которой находитсятелевизионная камера 9, подключенная к приемной телевизионной установке 10, а с другой - фотоприемник 14, соединенный с фильтром 18низкой частоты через усилитель 15постоянного тока, Пьезокерамицескийультразвуковой излучатель 11 установлен между зеркалом 6 и защитнымиллюминатором 5 вне поля зрения. Квыходу фотоприемника 14 последовательно подключены усилитель 16 переменного тока, полосовой фильтр 17и делитель 19, второй вход которогосоединен с выходом фильтра 18 низкойчастоты, а выход - с измерительнымприбором 20Устройство работает следующим образом,Тело накала источника 1 излучения конденсором 2 проектируется вплоскость диафрагмы 3, Параллельныйсветовой пучок, сформированный головным объективом 4, через иллюмина-.;тор 5 поступает в;анализируемый объем исследуемой среды и, отразившисьот автоколлимационного зеркала, возвращается в плоскость диафрагмы 3,При наличии в анализируемом объеме плотностных неоднородностей, световой пучок деформируется, и часть светового потока попадает на диафрагмузеркальную кромку ножа) 3 и, отразившись от нее, через проекционныйобъектив 7 поступает на светоделительную пластину 8, от.куда, частично отразившись, попадает на Фотокатод передающей телевизионнойРкамеры 9 бстальная часть световогопотока поступает на фотоприемник 14,С целью оценки чувствительности теневого визуализатора на пьезокерамический излучатель 11 с генератора 12 высокой частоты подается напряжение резонансной частоты, промодулированное по амплитуде напряжением низкой частоты генератора 13. Таким образом, в исследуемой среде анализируемого объема формируется ультразвуковая волна с интенсивностью изменяющейся по закону огибающей напряжения резонансной частоты, Ультразвуковая волна вследствие эффекта ф тоупругости из-за механических напряжений приводит к изменению ди-электрической проницаемости, а сле9343 25 35 45 довательно, к изменению показателя преломления среды, которое регистрируется фотоприемником 14. Электрический сигнал, амплитуда которого определяется величиной бликов оптических деталей, рассеянием света и т.д., а также частично интенсивностью исследуемых оптических неоднородностей в анализируемом объеме, с фотоприемника 14 поступает на уси лители постоянного 15 и переменного 16 токов. Полосовой фильтр 17, настроенный на частоту низкочастотного генератора, выделяет из всей совокупности частот электрический 15 сигнал низкой частоты, соответствующий изменению интенсивности ультразвукового поля, Выделенный сигнал поступает на делитель 19 напряжений двух электрических сигналов. Электрический сигнал, амплитуда которого определяется величиной бликов оптических деталей, рассеянием света и т,д., а также частично интенсивностью исследуемых оптических неоднородностей в анализируемом объеме, с фотоприемника 14 через усилитель 15 постоянного тока поступает на фильтр 18 низких частот, который фильтрует составляю 30 щую сигнала, обусловленную наличием оптических неоднородностей в -анализируемом:объеме, и далее попадает на делитель 19 напряженийсдвух электрических сигналов, где происходит деление величины электрического сигнала, пропорционального интенсивности тест-объекта, навеличину сигнала, амплитуда которого зависит от уровня освещенностимишени фотокатода передающей камеры, определяемого наличием бликов, рассеянием света и т.д. Далее электрический сигнал, пропорциональный контрастной чувствительности теневого визуализатора, поступает на измерительный прибЬр, по которому ведется контрбль чувствительности.Изобретение позволяет значительно повысить достоверность регистрируе мой информации об оптических неоднородностях путем контроля чувствительности теневого визуализатора в условиях его эксплуатации, т.е. при наличии дестабилизирующих факторов (изменение внешнего давления, перепад температур и т.д.), в среде с переменной прозрачностью. Причем при подаче на пьезокерамический из 19 6лучатель малой величины напряжениярезонансной частоты в анализируем 6мом объеме прибора можно формировать. изображения которых в плоскостифотокатода телевизионной камеры нижеее контрастной чувствительности, чтоне приведет к изменению сюжета изображения на экране приемной телевизионной установки,Таким образом, контроль чувствительности теневого визуализатораможно проводить в течении всего эксперимента непрерывно.Формула изобретенияДистанционный теневой визуализатор плотностных неоднородностейморской воды, содержащий последовательно установленные по оптическойоси источник излучения, конденсор,диафрагму, выполненную в виде зеркального ножа, головной объектив, защитный иллюминатор и зеркало, установ-.ленный под углом к оптической осидиафрагмы проекционный объектив,за которым установлена светоделительная пластина, с одной стороныкоторой установлена телевизионнаякамера, подключенная к приемной телевизионной установке, а с другойфотоприемник, соединенный с фильтром низкой частоты через усилительпостоянного тока, и измерительныйприбор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверности измерений, в него введены пьезокерамический ультразвуковой излучатель с генераторами низкойи высокой частот, установленныймежду зеркалом и защитным иллюминатором вне поля зрения, и последовательно подклоченные к выходу фотоприемника усилитель переменного тока,полосовой фильтр и делитель, второйвход которого соединен с выходомфильтра низкой частоты, а выходс измерительным прибором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Красовский Э.И. и др. Порогчувствительности автоколлимационноготеневого прибора. -нОптико-механичес.кая промышленность"., 1974, й 9,с. 32.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2586297,кл. С О 1 Н 21/17, 20.02.78 (прототип),934319 оставитель А.Чурбакехред А. Бабинец Си Коррек ежни едакт ак фипиап ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 16/37ВНИИПИ Госпо делам13035, Мос ираж 887дарственнизобретена, Ж,Подписнго комитета СССРй и открытийаушская наб д. 4/