Устройство для регистрации быстропротекающих процессов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН 7 51) 4 С 01 0 9/02 ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СССРНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СССР978. содержит2 питаК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ(57) Изобретение относится к устройствам для фотографической регистрации быстропротекающих процессов, Цельизобретения - повышение надежностии точности устр-ва, котороеимпульсную лампу 1 с блокомния, блок 3 инициирования разряда,блок 4 инициирования быстропротекающего процесса, фоторегистратор 5 спультом 6 управления, конденсатор 7сопротивления 8 и 9, дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора10 и сопротивления 11 с диодом 12,блоки 13, 14 и 15 задержки, блок 16автоматического регулирования, оптическую систему 17 и объект 18Введение новых элементов и образованиеновых связей между элементами устройства позволяют достичь точногорасположения начала исследуемой фаэбыстропротекающего процесса в началкадрового окна, что осуществляет регистрацию исследуемой фазы быстропротекающего процесса полностью примаксимальной расчетной скорости раэвертки изображения, и тем самым повысить точность регистрации быстропротекающего процесса. 2 ил.О 20 30 35 1)лок задержки содержит преобразователь 19 частота - напряжение, УРН.сстель напряжения с регулируемым коэфФициентом уг.иления, выпо:цеццый цд операционном усилителе 20 г сопрогивлециями 21-24, преобразователь 2") напряжение - частота, диффереццирующую цепочку, состоящую из кондецгат)ра 26 и сопротивления 27, трех схем блоков 28-30 совпадений, трех ицверторов 31-33, КБ-триггера, собранного на элементах И 34, 35, ицтегрирусощий цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора 37,лифФеренцирующей цепочки, состоящей из конденсатора 38 и сопротивления 39,Устройство работает следующим об 40 45 50 55 рдзом. После запуска фоторегистратора 5 усиленные каскадами предварительного усиления пульта 6 управления импульсы электромагнитного датчика фоторегистраторд го второго анода первой лампы поступают с частотой Г,К с, где- гкорость развертки изображения; К) - коэффициент пропор 11бргтеццР отцоГитГячгтросгт -цдм 5 Фот)с рдфцчгской регигтрдццибы тр)сротекдюших процегон,ПР)сью цобретецис ЯвлЯРтГЯ поныше -цц длежц)гтц и точности угтройгтд, т,е, точности регистрации кдкцдчдльцой, так и любой из послелующихФдз быгтропротекающих процессов.Пд фцг. 1 изображена схема устройства для регистрации быстропротекдюших процессов; на фиг. 2 - гхемд блока автоматического регулирования начальной задержки,Устройство содержит импульснуюлампу 1 Г блоком 2 питания, блок 3инициирования разряда в импульсной.дмпе, блок 4 инициирования быстропротекдющего процесса (например,взрыва заряда ВВ или взрывающейся проволочки), скоростной фоторегистрдтор(СФР) 5 с пультом 6 управления, дифФеренцирующую цепь, содержащую разделительный конденсатор 7 и делительнапряжения, состоящий из сопротивлеций 8 и 9, пифференцирующую цепь,состоящую из конденсатора 10 ц сопротивления 11 с диодом 12, три блока 13-15 зддер)ки, блок 16 автоматического регулировация задержки и оптическую систему 17, Между импульсцой лампой 1 и фоторегистратором 5расположен исслелуемый объект 18,циоцд)с Н)Гти оц)лглягмьЙ кон)трук - цией Ф)торегцгтрдторд, через разделительный коцдецгдтор 7 и делитель цдцряжгцсн цд вхол блока 16 автоматического регулирования задержки, т,е, цд вход преобразователя 19 частота напряженсе, С выхода преобразователя напряжение 1 = К, Г где К - коэффициент преобразования, погтупает нд вход усилителя 1 О с регулируемым коэффициентом усиления К, выполненным, цдпример, на операцсоцном усилителе 20, С выхода усилителя напряжение С - К 11, = ККГ поступает на вход преобразователя 25 напряжение - чаг.тота, на выходе которогоФормируются прямоугольные импульсыположительцой полярности с частотойследовдция 1 = К) = К К К, Е,где К = ККК ф К - коэффициентпреобразования преобразователя 25, Таким образом, задавая величину сопротицлеция 24 так, чтобы выполнить2соотношение К = , гд ЧтЧ= Ц, - Ц) - угол установки электромагнитного датчика фоторегистратора;с, - заданное положение электромагнитного датчика; ср, - положение электромагнитного датчика, соответствующее началу экспонирования фотопленки, расположенной в кадровом окне .Фоторегцстраторд, можно осуществитьпреобразование частоты Г в частоту 1 =ГгСледующие с частотой Г импульсыположительной полярности с выхода преобразователя 25 поступают на дифФрецеццрующую цепочку, состоящую из конденсатора 26 и сопротивления для получения импульсов малой длительности, поступающих на входы блоков 28 и 29 совпадений,При нажатии кнопки "Пуск на пульте 6 управления СФР происходит замыкание контактов реле Р иимпульсы )лектромдгнитного датчика с анода первой лампы Л поступают на сетку второй лампы, откуда усиленные импульсы поступают ца дифференцирующую цепочку, с выхода которой на вход блока 13 задержки поступают импульсы положительной полярности, На выходе блока 13 задержки формируются задержанные на заданное время Т = 0,1 1000,0 сснс относительно импульсов электромагнитного датчика фоторегиС ТР,Т 1 РЛ МУГС:1, 1 Г 1 РЯЖС 11 Я 11 ОЛ 11 - тсль 1 ОЙ 1101 рн ости кот орые 1 ос ту 1 ав ют на вхо;1 блспса 1 б атсматичс ссс 1 о регулироаия с.сржки, т,е, на хопблока 29 сопапеий.Таким образом, на вхопы блока 29сопапений поступаот не синхронизированные последовательности импульсовнапряжений с частотами 11 и . . Дотех пор, пока на входы блока 29 совпадений импульсы напряжений не придутодновременно, напряжение на выходеэтого блока равно логической едиипе,Так как выход блока 29 совпаденийподключен ко входу блока 28 совпадений и ко входу К 8-триггера, то на выходе КБ-триггера при этом напряжениеравно нулю,Как только на входы блока 29 совпадений положительные импульсы напряжений придут одновременно, что соответствует, например 1-му импульсу изпоследовательности, следующей с частотой Г , напряжение на выходе этого2 1блока окажется равным нулю. Это приведен к переходу К 8-триггера в другоеустойчивое состояние и на его выходенапряжение станет равно логическойединице. При этом напряжение на одномвходе блока 28 совпадений окажетсяравным логической единице, а на другом входе этого же блока - нулю, Поэтому на выходе блока 28 совпаденийнапряжение станет равно логическойединице, Выход блока 28 совпаденийДД 1-1 подключен ко входу интегрирующей цепочки, состоящей из сопротивления 36 и конденсатора, предназначенной для сглаживания небольшихвсплесков напряжения, возникающих изза водможной незначительной несинхронности импульсов напряжений навходах блока 28 совпадений, Выход интегрирующей цепочки подключен ковходам инвертора 31, Поэтому на выходе инвертора 31 образуется последовательность имтульсов положительнойполярности, следующих с частотой Ев которой пропущен 1-й импульс,соответствующий первому совпадению вовремени импульсов, следующих с частотами1 и 2Выход КБ-триггера подключен ковходу блока 30 совпадений, а выходинвертора 31 - к другому входу этогоже блока. Поэтому напряжение на выходе блока 30 совпадений будет равнологической единице до момента прихоб О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и 1+1-о ус а и нос.едоател -1 с с и, спегуюшей с частотой Г и пос -лс окончания дейс твия этого 1+1-гоимпульса 1 апряжеця на входе блока30 сопапений, Во время действия1+1-го импульса напряжения на входеблока 30 совпадений на выходе этогоблока напряжение будет равно нулю,Выход блока 30 совпадений подключенк пифференцирующей цепочке, состоящейиз конденсатора 38 и сопротивления39, предназначенной для образованияположительного импульса напряжениямалой длительности, синхронизированного с задним фронтом 1+1-го импульса из последовательности, следующейс частотой Г . Выход дифференцируюгшей цепочки подключен ко входам инвертора 32, поэтому на выходе инвертора 32 в момент времени, соответствующий следованию заднего фронта1+1-го импульса из последовательности, следующей с частотой Г , напряжение становится равным нулю. Это напряжение поступает на вход КБ-триггера и приводит к переходу этогоКВ-триггера в первоначальное устойчивое состояние, Поэтому, так как выход блока 30 совпадений подключен ковходам инвертора 33, на выходе этогоинвертора формируется положительныйимпульс напряжений, синхронный с2+1-м импульсом из последовательности, следующей с частотой Г 2,Таким образом, на выходе инвертора33, т.е, на выходе блока 26 автоматического регулирования задержки,импульс напряжения оказывается задержанным на время ТЧ11относительно импульса электромагнитного фоторегистратора.Этот положительный импульс напряжения поступает на входы блоков 14и 15 задержки,Задержанный на заданное время20,1-1000,0 мкс и сформированныйблоком 14 задержки импульс напряжения отрицательной полярности поступает на сетку третьей лампы пульта 6управления и приводит к генерированиюкаскадами усиления пульта 6 управления импульса высокого напряжения.Этот импульс поступает на инициирующий быстропротекаюший процесс блока,4 с задержкой на время Т 2 = Т, + Ссл эл. строил е 1 итцого дл 11 икд фто -ре 3 исторл. 1 о)Т)МУ нл 1 дз)У кллро 13)С) с)КЦ)1 фо -т с) 1) с. 1" 1 Г т р л т о р д 13 е э л е)1 с 1 ми 1 т Г к о 1) с) Г -5 тц развертки изобрджеция 3 = Е , соответствует фаза быстропротеклюс -го процесса, начавшаяся чер 3) время2 Его,вания этого процесса. Поэтсму эеЛчеТ = С - с после иццпццро 210 ние величины С 1) опрелеляется из ус.)ота ицициирования быстропротекл)ппег) 15 процесса до начала его самой поздцей исследуемой фазы.Задержанный на заданное время 10,1 - 1000,0 мкс блоком 15 эддс ржкц импульс попожительцой полярности пос тупдет на блок 3 инициирования разряда в импульсцой лампе, ге 3 ерируюЕг импульс полжига лампы 1, зл)ерже)нн)111 на время Т = Т, + с относитеьно импульса электромагцитцого датчика фофоторегистратора,Задавая с, = Г + Т 2, можно осувествить расположение начага регистрируемой фазы бьстропротекаюшего процесса, начавшейся через время с после инициирования этого процесса, в начале кадрового окна СФР независимо от скорости регистрации. Одцовреме)1- цое изменение времен задержки 1:, и ця одну и ту же величину Ь приводит В результате ца фотопленке, расположеццой в кадровом окне фоторегцстратора 5, окажется зарегистрировдццой З 0фаза быстропротекающего процесса,цачдвшляся через время Т - Т 2 +- + , после иеицииро)деия2быстропротекдющего процесса, гдевремя разгорания импульс нои .113 мп 1, Задаваяя Т = с, можно осуществ;ть опс режение начала разряда в импульсной лдмлампе относительно начала гсследуеофазы быстропротекаюшего процесса, чтопозволяет исследовать как начальную,так и последуюшце фдзы быстропрот:кл -ющего процесса, При этом на фотоЕлсцке, расположенной в кадровом окнефоторегистратора, окажется зарегистрированной фаза быстропротекдк)шс гопроцесса, начавшаяся через время с 3после момента инициирования этогопроцесса,К И 3 Е Ц С НЕК) Е 3 Р Е М Е 11 Ц О Г О И 11 Т Е Р Г 3;1. 3 М С. Ж - ду моментом обрл:3 с)ц;13 ин цмцу 11 Г 3 электромагцитцым длтчиком фоторс гцстраторл и моментами ицециировлция быС ТР О П Р О Т Е К Д 1 ОПЕ ГО 11 Р ) 11 Г С Я 11 ) Л .3 ) Я Л Д в импульсной лампе, т,е, к сдвигу начала исследуемой флэе быстропрс тек дюше г о процесса отцоситс льц) кадрового окцл фоторегцстрлторд цд велчину 1 = ЬсЧр, где 1 Е - скорость развертки изображения ЭтЕм достига - егся точное расположение начала ис - следуемой фазы быстропротеклющегопроцесса в начале кадрового окцд,чтопозволяет осуществить регистрациюисследуемой фазы быстропротекаюпегопроцесса полностью при максиеЕ)льнойрасчетной скорости развертки изображения и, следовательно, повнсить точность регистрации быстропротеклющегопроцесса (максимальная расчетная скорость развертки изображеняопределяется из соотношенияР,ЧС)КС1,- где 1. - длина кадрового окнаСФР; Т - длительность исследуемой фазы быстропротекающего процесса),1)ормула из обретенияУстройство для регистрации быстро- протекающих процессов, содер)елгеее импульсную лампу, соединенную с блоком питания и с блоком инициирования разряда, оптическую систему, фоторегистратор, выходом соединенный с первым входом блока управления, первый выход которого подключен к входу блока инициирования оыстропротекдюшего процесса, и первый блок задержки, с) т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены две дифференцирующие цепи, второй и третий блоки задержки и блок автоматического регулирования задержки, второй и третий выходы блока управления соединены с входами соответствующих диффереццирующих цепей, выход одной из которых непосредственно, а выход другой через первьй блок задержки соединены с входами блока автоматического регулирования задержки, выход которого соединен через второй блок задержки с вторым входом блока управления и через третий блок задержки с входом бдока инициирования разряда,Составитель А.,ЛисицынТехред И,Попович Редактор Н, Егорова Корректор С, Черни Заказ 4211/3 1 Тираж 693ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раувская наб д, 4/5 Подписное Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4