Устройство для дозированного проявления аэрофотоматериалов

(5)5 6 03 О 5/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИ РОВАН НОГО ПРОЯВЛЕНИЯ АЭРОФОТОМАТЕРИАЛОВ (57) Использование: для обработки аэрофотоматериалов без их погружения в обрабатывающий раствор, Сущность изобретения: Изобретение относится к устройствам по обработке аэрофотоматериалов воздушного фотографирования без погружения аэрофотоматериала в обрабатывающий раствор.Известны проявляющие устройства, в которых процесс проявления осуществляется путем контактирования проявляющих растворов с аэрофотоматериалом только со стороны светочувствительно о слоя, Использование проявочных машин такого типа позволяет дозировать нанос обрабатывающих растворов на аэрофотоматериал, чем достигается их меньший удельный расход,Известны такие устройства для проявления аэрофотоматериалов с дозированным наносом обрабатывающего раствора камерного и зкструдерного типов.Устройство камерного типа в качестве основных существенных элементов включа.БЫ,ц 1778748 А устройство содержит экструдер, выравнивающий стол. узел сьема отработанного проявителя, Грани капиллярной щели экструдера выполнены вогнутыми к ее центру в соответствии с соотношением: Ь = ЧтрввАСяц) где щв - масса наносимого раствора; Ск - концентрация раствора (реагентов); ц - единичный расход проявляющего раствора; Чтр - скорость транспортирования аэрофотопленки в проявочном устройстве. Величина зазора между нижней гранью экструдера и поверхностью фотопленки превышает максимальную толщину наносимого проявляющего раствора, 1 ил,ет коробкообразную камеру с открытой со стороны контактирования с аэрофотоматериалом прямоугольной внутренней полостью и патрубки подачи и отвода проявляющего раствора, Ширина камеры равна ширине обрабатываемой азрофотопленки, Время проявления в таком устройстве постоянно для всех точек азрофильма, поскольку оно пропорционально расстоянию между противоположными стенками камеры, перпендикулярными направлению движения аэрофотопленки, и скорости транспортирования аэрофотопленки в устройстве. Основными недостатками такого устройства являются неодинак вая средняя оптическая плотность проявленного изображения, вызванная функционально обусловленными изл 1 енениями средней экспозиции по полю аэроснимка при аэро- фотографировании.В качестве прототипа выбрано устройство для проявления аэрофотопленок, которое содержит экструдер, выравнивающий стол, узел съема раствора. Проявляющий раствор через трубопровод дозированно подается в распределительный канал экструдера и затем в плоскую капиллярную щель, которая обеспечивает равномерный нанос слоя раствора толщиной д на поверхность движущегося аэрофильма, расположенного с зазором относительно среза капиллярной щели экструдера. Ширина экструдера равна ширине обрабатываемой аэрофотопленки. Выравнивающий стол выполнен в виде прямоугольника с полированной металлической поверхностью. Узел съема представляет собой прямоугольное основание, на нижней стороне которого на-. клеена собирающая грань и прорезана щель для отвода проявителя, Собирающая грань имеет треугольный профиль и выполнена из специальной резины с малым коэффициентом трения об аэрофотопленку. Щель отвода отработанного проявителя узла съема через патрубок соединяется с вакуум-насосом, Формирование на поверхности аэро- фотопленки равномерного слоя жидкости достигается эа счет сочетания в экструдере плоских капилляров с распределительным каналом большого поперечного сечения. Гидравлическое сопротивление капилляра в этом случае будет значительно больше сопротивления распределительного накала. Поэтому давление жидкости на входе в капилляр, а следовательно, и расход жидкости через него по всей длине экструдера будут практически постоянные. Экструдер и узел съема неподвижны относительно выравнивающего стола и устанавливаются на нем с противоположных сторон,По истечении технологического времени обработки, обусловленного длиной зоны обработки и скоростью транспортирования аэрофотопленки %я, отработанный раствор удаляется с поверхности аэрофотопленки узлом съема, соединенным с вакуум-насосом, Время проявления в таком устройстве одинаково для всего обрабатываемого в данный момент участка аэрофотопленки и определяется расстоянием между щелью экструдера и собирающей гранью узла съема, Изменение времени проявления достигается изменением скорости транспортирования аэрофотопленки в проявочном устройстве. Средняя оптическая плотность проявленного аэрофильма в таком устройстве будет изменяться в соответствии с изменением средней действующей экспозиции. Функционально обусловленные изменения экспозиции по полю кадра при аэрофотографировании вызываются следующими причинами:- распределением освещенности в фокальной плоскости аэрофотоаппарата про 5 порционально сов ф, где 2 ф - угол поля4зрения аэрофотообъектива;- наличием установочных углов аустаэрофотоаппарата на самолете-носителепри аэрофотографировании. Под ауст пони 10 мается установочный относительно вертикали угол аэрофотоаппарата. Обычно приплановом воздушном фотографированииауст стремится к нулю, Все приведенныепричины являются функционально обуслов"5 ленными и известными до обработки аэрофотопленки в устройстве для проявления,Это позволяет рассчитать распределениеосвещенности, а значит, и экспозиции, вфокальной плоскости аэрофотоаппарата. В20 табл, 1 представлены соотношения, связывающие экспозицию в центре кадра Но сэкспозицией периферийных участков Нпкадра,Распределение экспозиции по полюкадра описывается выражениями;н:-- фо"оРь ор 1 "обс фст (11Но=ЕоПв.рИ"о(стфЪ;),(2.) ЗО где Ео - освещенность по центру кадра;1 - время экспозиции;Рвх.зр. - диаметр входного отверстияаэрофотообьектива;Г - фокусное расстояние аэрофотообьЗ 5 ектива;т,ь - коэффициент пропускания аэрофотообъектива;р- средний коэффициент яркости аэроландшафта;4 О ф - текущий угол поля зрения аэрофотообъектива,Из этих уравнений следует, что средниеоптические плотности в центральных и периферийных участках кадра также будутразличны, поскольку Р= уЬсдН(3) Возможные изменения средней экспозиции по полю кадра в конкретных инстру О ментальных реализациях характеризуютсятабл. 2.Недостатком прототипа является неодинаковость средней оптической плотности по полю кадра, вызванная функционально 55 обусловленным изменением средней действующей экспозиции при аэрофотографировании. Необходимость выравнивания средней оптической плотности обусловленадвумя факторами:(6) д Св/д т = -3 с 1 Св,(7) во-первых, разрешающая способность, а значит, и качество изображения максимальны только для определенного значения степени проявленности. Недо- или переэкспонирование ведет к снижению разрешающей способности, а значит, и к ухудшению качества иэображения;во-вторых, с проявленного аэрофильма получают аэрофотоотпечатки. Функционально обусловленное изменение экспозиции по полю аэрофотоснимка во время аэрофотографирования приводит к "пятнистости" аэрофотоотпечатков, а при их монтировании в фотосхемы затрудняет процесс окончательного дешифрирования.Целью изобретения является повышение качества обработки аэрофильмов за счет выравнивания средней оптической плотности в направлении, перпендикулярном направлению движения. аэрофотопленки в проявляющем устройстве.Цель достигается благодаря тому, что в устройстве для проявления аэрофотопленок, содержащем экструдер, выравнивающий стол и узел съема проявителя, предусмотрена замена экструдера с капиллярной щелью прямоугольной формы, обеспечивающей равномерный нанос слоя раствора на поверхность движущегося фотоматериала, на экструдер с капиллярной щелью функционально заданной формы, обеспечивающей неравномерный нанос слоя раствора по полю кадра в направлении, перпендикулярном движению фотоматериала. В предлагаемом устройстве выравнивание средней оптической плотности в направлении, перпендикулярном движению аэрофотопленки, обеспечивается за счет наноса различного количества проявляющего вещества на ее центральные и периферийные зоны, В прототипе такие зоны аэрофотопленки проявляются одинаково, поскольку концентрация и объем проявляющих веществ одинаковы по всей ширине аэрофотопленки. В предлагаемом устройстве различная ширина капиллярной щели экструдера делает неодинаковым количество раствора по полю аэрофотопленки в направлении, перпендикулярном ее движению, а значит, неодинаковым будет и количество реагирующих компонентов проявляющего раствора.Зависимость средней оптической плотности проявленного изображения О от количества нанесенного проявляющего раствора может быть получена из следующих соображений. Очевидно, что, чем больше поступит в слой проявляющих веществ, тем больше будет оптическая плотность проявленного изображения. Однако рост средней оптической плотности О возможен только до уровня, соответствующего проявленному состоянию всех микрокристаллов,получивших экспозицию. Таким образом, текущее значение О будет изменяться от О до5 Осо, а его приращение дО/д будет равнодО/й = К(Роо - О), (4)где К - коэффициент, выражающий кинетические особенности комбинации "тип аэрофотопленки - тип проявляющего раствора -"О условия обработки" (постоянная скоростипроявления);О - средняя оптическая плотность в момент времени с;Осо-средняя оптическая плотность припроявлении всех центров скрытого изображения.На основании общих кинетическихпредставлений для скорости реакции можно написать следующее уравнение:дСАд/д й = КСАцСв, (5)где К - постоянная скорости проявления;Сдд - число эквивалентов восстановленного галогенида серебра;Св - концентрация реагентов.Это уравнение описывает изменениеконцентрации реагентов е течение времени проявления. В проявочных машинах сдозированным наносом объем реагирующих веществ ограничивается уровнем однократного наноса. В последующем он непополняется. Причем объем нанесенного нааэрофотоматериал раствора строго ограничен. Поэтому имеет место так называемое"голодное" проявление, которое описывает 5 ся следующими начальными условиями:Св,о Свпах при т = О;Своо О при 1 оо,Скорость истощения проявляющегораствора можно выразить формулой где Е 1 - постоянная скорости этой реакции.Совместное решение уравнений (4),. (6) даетзависимость О от Св для каждого текущегомомента времени О О(оО -50 к/к( С/Св,вах ) + 1 В свою очередь Св связана с обьемом нанесенного проявляющего раствора Ч и количеством (массой) реагирующих проявляющих веществ зависимостью Св = вв/Ч, (8)где Ч - объем нанесенного проявляющего раствора;( гп 8/п 8,тах ) + 1 вв - количество реагирующего проявляющего вещества. Так как Ся от Ч не зависит, то:( гпйlп 1 Б,вах ) + 1 где тяпах - начальная масса проявляющего вещества при С = Снвах,Из (9) следует, что, чем больше пяпах, тем больше О на данный момент времени проявления. Необходимый эффект выравнивания оптической плотности по полю кадра обьясняется кинетикой процесса обработки аэрофотоматериала, За счет различного количества проявляющего вещества по полю кадра в сильноэкспонированных местах проявляющий реэгент быстро истощается и проявление тормозится. В малоэкспонированных местах проявляющий реэгент используется не столь активно и в процессе проявления восстанавливаются все экспонированные кристаллы галогенида серебра. В свою очередь из полученных выше вьражений (7), (9) для оптических плотностей центральных и периферийных участков можно записать соотношения; о игде гп яа 1 ах.гп крах - масса проявляющего вещества, наносимая по центру аэрофотопленки и по ее краю; гп"я, гп"в - масса проявляющего вещества, приходящаяся на данный текущий момент времени т. Условием выравнивания средней оптической плотности в направлении, перпендикулярном движению фотоматериала, является:Оо=Оо, (11) Покажем, что управление величиной наноса гп можно осуществить толщиной экструдерной щели ЛЛ= фея) (12) Объем проявляющего раствора выразим через единичный расход проявляющего раствора через щель экструдераЧ=-с , (13) где с - единичный расход проявляющего раствора;1 - время наноса проявляющего раствора на аэрофотоматериал,Подставив (8) в (13), получим зависимость щв от Лпя = Скс 1 = СягЛ /Чтр (14) 20 30 35 40 45 50 55 где Ч,р - скорость транспортирования аэро- фотоматериала в проявочном устройстве,Из (14) следует. чтоЛ= гпяЧтр/СяЧ (15) Возможность неравномерного в поперечном относительно движения фотопленки направлении дозированного наноса в предлагаемом устройстве обусловлена следующими факторами.Во-первых, профилированнои формой щели экструдера, поскольку, как следует из формулы где 2 Ь - ширина щели капилляра;у- вязкость раствора;- давление в распределительном канале;- высота капилляра;р - плотность раствора;9 - постоянная сила тяжести,единичный расход проявляющего раствора пропорционален ширине щели капилляра при постоянстве давления жидкости на его входе.Во-вторых, выравнивание слоя нанесенного раствора на пленку не будет происходить вследствие того, что величина зазора между нижней гранью экструдера и поверхностью фотоматериала К больше максимальной толщины наноса обрабатывающего раствора д. Поэтому толщина слоя проявителя на краю пленки дкр будет больше толщинь 1 слоя в центральной части пленки дц, т.е. поперечный профиль нанесенного раствора будет иметь форму "седла".В-третьих, добавление в проявляющий раствор загустителя (оксиэтилцеллюлозы) предотвратит спонтанное перераспределение жидкого проявителя по поверхности проявляемого фотоматериала за время проявления, Достаточная для этого концентрация загустителя зависит от температуры проявляющего раствора и его типа. В частности, для температуры обработки 60 С время сохранения градиента наноса для влагонабухшего светочувствительного слоя составляет порядка 1,05 с, Этот промежуток времени включает в себя продолкительность диффузии проявляющих веществ как в глубину, так и вдоль поверхности слоя (тд = 0,87 с), время химической реакции восстановления галогенида серебра (ьх = 0,16 с) и индукционной период проявления (то = =0,02 с),Выполнсние щели экструдера под проявляющий раствор вогнутой формы позволяет выравнять среднюю оптическуюплотность по голо аэрофотоснимка в направлении, перпендикулярном направлению его трднсгортированил, в устройстве для проявления. Выравнивание средней оптической плотности позволяет:д) устранить "пятнистость" аэрофотоснимка, функционально обусловленную изменением средней экспозиции по полю кадра, что приводит к сокращению времени адаптации зрительного анализатора оператора-дешифровщика при дешифрировании им различных участков аэрофотоснимка и снижению устдлостных нагрузок на зрительный анализатор;б) повысить вероятность распознавания обьектов дешифрирования на периферийных участках аэрофотоснимка зд счет увеличения их тоновых контрастов Л О (восстановление всех экспонированных микрокристаллов гдлогенида серебра) и, как следствие. повышение разрешающей способности аэрофотоснимка, т.е.РГ (В, , - ) ), 6где Р - вероятность распознавания объекта;В - коэффициент распознавания формыобъекта оператором-дешифровщиком;Н - высота аэрофотографировдния;1 - фокусное расстояние аэрофотоаппа рата;- средний геометрический размер дешифрируемого обьекта;Л О = Ооа - О,Р - тОНОВЫй КОНтРаетобъекта дешифрирования;Ооб - ОПтИЧЕСКая ПЛОтНОСтЬ ИЗОбражЕния дешифрируемого обьекта;Оф - плотность фона;Я - разрошаощэл способность аэрофотоснимка по мере абсолютного контраста.Например, при обработке аэрофильмд впредлагаемом устройстве возможно повысить тоновый контраст обьектов на краяхаэрофотоснимков, полученных с помощьюаэрофотоаппарата АФА/20, в =- 2 раза.За счет этого вероятность распознавания накраю аэрофотоснимка, например, транспортного самолета АН(В =5,19; 1 =35 м),сфотографированного с высоты Н = 3000 маэрофотоаппдратол АФА/20 (Г = 0,2 м;Я = б мм 1), увеличится с 0,84 до 0,92 (приисходном значении тонового контрастадо выравнивания оптических плотностейЛО = 02),Двухкратное отличие средних оптических плотностей по полю аэрофотоснимков,полученных с помощью АФА/20, обусловлено следующим. Экспозиция по полюаэрофотоснимка изменяется пропорционально четвертой степени косинуса угла поля зрения азрофотообьектива 2/, т.е,Нр = Нцсоз Р,(17) где Нкр, Нц - среднее значение экспозиции на краю и в центре аэрофотоснимка.У АФА/20 Р= 37 о. Разные средние 10 значения экспозиций на различных участках аэрофотоснимка обуславливают при проявлении аэрофотопленки образование разных оптических плотностей 15 - НОр = Ъ 9 - . -- + Оо + 0,85; (18)Нр, +оа 5 Оц= 79 -+ Оо+ 0,85, (19) НРо +085 где О,р, Оц - средние оптические плотности изображения на краю и в центре аэрофотоснимка; у - коэффициент контрастности азрафОтОПЛ ЕН КИ; Нр о+О,ав - Э КСПОЗ ИцИ я, обеспечивающая при последующем проявлении аэрофотопленки получение оптической плотности, на 0,85 повышающей значение оптической плотности вуали Оо, Как правило, при экспонировании выбирают Нц = Нро+о,а 5. Тогда Оц = Оо+0,85 =1, С учетом выражения (17) формулу (18) зари. шем в виде 35 Ис ъ 41 ь 3, =+Р. О 85 Вд 0,551 совЦ О В 5о ф 0,85 40 Тогда- у 19 соз 4/3 + 1 ажение (21) значения астности аэрофотоп = 1,5) и угол поля зрета (для АФА/20 2 х Подставляя в выркоэффициента контрленки (для т.пауния аэрофотоаппара50 хр = 74 ), получимОр/Оц = 0,59,Техническая сущность и принцип действия предлагаемого устройства для проявления аэрофотопленок полсняетсл 55 чертежом.Предлагаемое устройство для дозированного проявления азрофотоматериалов состоит из зкструдера 1. выравнивающего стола 2, узла сьема отработанного проявителя 3.Экструдер имеет конусообразную форму с непрямоугольным профилем капиллярной щели 4 на торцовой стороне для наноса на поверхность светочувствительного слоя аэрофотопленки 5 проявляющего раствора б. Выравнивающий стол 2 имеет полированную поверхность иэ титанового сплава. Узелсъема 3 представляет собой прямоугольную платформу, на нижней стороне которой наклеена собирающая грань треугольной формы из эластичной резины с малым коэффициентом трения об аэрофотопленку, В платформе прорезана прямоугольная щель для сбора отработанного проявителя, которая через патрубок 7 соединяется с вакуум-насосом (на схеме не показан). Перед обработкой устройство заряжается аэрофотопленкой, обращенной своим светочувствительным слоем в сторону экструдера, а подложкой - к выравнивающему столу. В экструдер подается проявляющий раствор с добавкои загустителя (как правило, оксиэтилцеллюлозы), Узел съема проявителя устанавливается на таком расстоянии от экструдера, при котором участок проявления соответствует рекомендуемому времени проявления для данного типа аэрофотопленки в данном проявляющем растворе при данной стабильной температуре обработки, В процессе проявления аэрофотопленка движется между экструдером и узлом сьема с одной стороны и выравнивающимстолом с другой стороны.Проявляющий раствор через капиллярную щель 7 наносится на светочувствительный слой аэрофотопленки, Проявление в слое идет в течение времени перемещения участка аэрофотопленки от щели экструдера до собирающей грани 8 узла съемки 3, Накапливающийся перед собирающей гранью отработанный проявитель отводится вакуум-насосом через патрубок 7 в специальную емкость(на чертеже не показана), За счет непрямоугольной формы капиллярной щели экструдера проявляющий раствор наносится на аэрофотопленку неравномерно.За счет этого возникает разная концентрация проявляющих реагентов в центре и на краях аэрофотопленки. Поэтому средние оптические плотности на аэрофильме в направлении, перпендикулярном движению аэрофотопленки, выравниваются. Таким образом, предлагаемое устройство для проявления аэрофотоматериалов повышает качество обработки аэрофильмов по сравнению с прототипом, Кроме того. управление степенью проявленности с помощью величины наноса предусматривает строго определенную величину наноса обрабатывающего раствора, а значит, такое устройст во наиболее экономично с точки зрения расхода проявителя по сравнению с прототипом,Приведем пример конкретной матема 5 тической зависимости "вогнутости" стенокэкструдерной щели для заданных условийэкспонирования и фотолабораторной обработки фотоматериалов.Условием выравнивания средней опти 10 ческой плотности в направлении, перпендикулярном движению фотоматериала,является выполнение равенства (11), или сучетом (10) т Фа тр 45. - ц фт-е23 Масса наносимого на аэрофотопленкупроявляющего вещества гпв.вах связана с 50 шириной щели экструдера 4 следующей зависимостью;ар.птах - Сас 1 Л /Чтр,(24) где ц - удельный расход проявляющего ве щества через щель экструдера;Чтр- скорость транспортирования аэрофотопленки в проявляющем устройстве,Учитывая данную зависимость, а такжезависимость (б), формулу(13) запишем в ви- де,(22)Поскольку скорость расходования про являющего вещества в растворе прямо пропррциональна скорости нарастания .оптической плотности изображения и, учитывая тот факт, что, например, одна молекула гидрохинона в присутствии сульфита 25 натрия восстанавливает 4 молекулы галогенида серебра.4 АоВг + СеН 4(ОН)2+ 2 йагЯОэ" Броми- Гидрохи- Сульфит стае нон натрия 30 серебро+ 2 йаВг + 2 НВгБроми-, Бромистостый водороднатрий ная кислота40 Отношение КА 1 в (22) будетравным1/4. Поэтому(22) перепишем в виде14 13 1778748 У туСк ц Таблица 1 Таблица 2 Полученная формула устанавливает 5 взаимосвязь между шириной экструдерной щели на краю Ар и в центральной ее части Ьц в зависимости от угла поля зрения аэро- фотоаппарата 2 Р .Перейдем к интересующей нас величи не - текущему значению ширины экструдерной щели й которое соответствует текущему значению ширины аэрофотопленки, Текущее значение ширины аэрофотопленки Ь связано с величиной текущего угла 15 поля зрения аэрофотообьектива ф соотношениемЬ=19 Д (26) где Г - фокусное расстояние аэрофотоаппарата, 20Тогда, учитывая тот факт, что после выравнивания оптической плотности на краю и в центре аэрофотоснимка в слое остается некоторая часть проявляющего вещества, не вступившего в реакцию восстановления 25 вследствие окисления кислородом воздуха (как правило, эта часть не превышает 0,1 минимального количества первоначальнонанесенного проявляющего вещества, т.е. пъй"= гпй = 0,1 п 1 Каях), а также выражение 30 (16), формулу(15) представим в виде:МД аО,Ъа, .рС Ржь ю 1 -(27)Формула (17) является конечной формулой расчета.Для экспонированной в аэрофотоаппарате АФА/20 (Г = 0,2 м; 2 Р = 74 ) аэрофо топленки типа( 7 = 1,5, ширин. пленки 2 Ь = 0,3 м), обрабатываемой в проявителе ФГБ, содержащем в 1 л раствора 25 г гидрохинона(Он=25 г/л=2,510" г/мл), значения ширины экструдерной щели Ь на различных расстояниях Ь от центральной части аэрофотопленки при удельном расходе проявителя через щель о.= 5 мл/с с шириной в центральной части Ьц = 0,5 мм и скорости транспортирования Чтр = 100 м/ч = 28 мм/с указаны в приводимой таблице.В таблице 3 указаны значения ширины экструдерной щели по правую и левую (знак "-") сторону от ее центра.Формула изобретения Устройство для дозированного проявления аэрофотоматериалов, включающее экструдер для нанесения на аэрофотопленку проявляющего раствора, выравнивающий стол и узел съема отработанного проявляющего раствора, отл и ча ющееся тем, что, с целью повышения качества обработки аэрофотопленки, величина зазора между нижней гранью экструдера и поверхностью фотопленки превышает максимальную толщину наносимого проявляющего раствора, причем грани капиллярной щели экструдера выполнены вогнутыми к ее центру в соответ- ствии с соотношением где щв - масса наносимого раствора;бв - концентрация раствора (реагентов);ц - единичный расход проявляющего раствора;Чр-скоростьтранспортирования аэро- фотопленки в и роя вочном устройстве.КорректорП,Гере едактор А,Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. аказ 4193 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5