RU2687308C1 - Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures - Google Patents

Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2687308C1
RU2687308C1 RU2018124663A RU2018124663A RU2687308C1 RU 2687308 C1 RU2687308 C1 RU 2687308C1 RU 2018124663 A RU2018124663 A RU 2018124663A RU 2018124663 A RU2018124663 A RU 2018124663A RU 2687308 C1 RU2687308 C1 RU 2687308C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
optical axis
splitting plate
powders
photodiode
Prior art date
Application number
RU2018124663A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Александрович Губарев
Линь Ли
Андрей Вдадимирович Мостовщиков
Александр Петрович Ильин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2018124663A priority Critical patent/RU2687308C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687308C1 publication Critical patent/RU2687308C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: invention relates to quantum electronics, namely to non-destructive testing and diagnostics by optical methods and can be used for investigation of processes of high-temperature burning of powders of metals, as well as processes of interaction of laser radiation with substance. Disclosed device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures contains laser amplifier made on the basis of active medium of laser on copper bromide vapor and connected to high-voltage source of pulses. On one side of the laser amplifier along its optical axis there is a first lens and an object of investigation. On the other side of the laser amplifier along its optical axis there is a second light-splitting plate and a screen. On the optical axis of the initiating laser there is a mechanical gate, a first beam-splitting plate, a first biconvex lens and an object of analysis mounted on a linear translator. First photodiode is installed opposite the first beam-splitting plate at an angle to the optical axis of the laser equal to the angle of reflection of the first beam-splitting plate. Optical axis of the second photodiode has a diffuser, a second biconvex lens, a neutral light filter and a second beam splitter. Controller is connected with mechanical shutter. First and second photodiodes are connected to a digital oscilloscope which is connected to a personal computer. Master oscillator is connected to the optical converter, which is connected to the source of high-voltage pulses.
EFFECT: possibility to simultaneously initiate a combustion process and obtain quantitative information on time characteristics of combustion processes of powders of metals and their mixtures in real time.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно неразрушающему контролю и диагностике оптическими методами, и может быть использовано для исследования процессов высокотемпературного горения порошков металлов, а также процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом.The invention relates to the field of quantum electronics, namely, non-destructive testing and diagnostics by optical methods, and can be used to study the processes of high-temperature combustion of metal powders, as well as the processes of interaction of laser radiation with matter.

Известна экспериментальная установка для исследования процесса горения нанопорошка алюминия в воздухе интенсивным лазерным излучением [V. Medvedev, V. Tsipilev, A. Reshetov, A.P. Ilyin, “Conditions of millisecond laser ignition and thermostability for ammonium perchlorate/aluminum mixtures,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 42, No 3, 2017. – Р. 243-246]. Используют неодимовый лазера с длиной волны 1,06 мкм, работающий в квазинепрерывном режиме, который освещает образец порошка алюминия. Путем изменения мощности излучения лазера определяют пороговые значения мощности. Время воздействия задается длительностью инициирующего лазерного импульса. Наблюдение за процессом осуществляют визуально невооруженным глазом.Known experimental setup for the study of the combustion process of aluminum nanopowder in the air by intense laser radiation [V. Medvedev, V. Tsipilev, A. Reshetov, A.P. Ilyin, “Conditions of the laser ignition and thermostability for ammonium chemical mixtures,” Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 42, No 3, 2017. R. 243-246]. A neodymium laser with a wavelength of 1.06 μm, operating in a quasi-continuous mode, which illuminates a sample of aluminum powder, is used. By changing the laser radiation power determine the threshold power values. The exposure time is set by the duration of the initiating laser pulse. Observation of the process is carried out visually with the naked eye.

Однако, с помощью этой установки невозможно вести наблюдение поверхности образцов с температурами в несколько тысяч градусов, в частности, второй стадии горения нанопорошка алюминия. Интенсивная фоновая засветка препятствует изучению процесса в режиме реального времени. Количественная оценка временных параметров процесса горения при наблюдении невооруженным глазом практически невозможна. However, using this setup, it is impossible to observe the surface of samples with temperatures of several thousand degrees, in particular, the second stage of burning aluminum nanopowder. Intensive background illumination impedes the study process in real time. Quantitative assessment of the time parameters of the combustion process when observed with the naked eye is practically impossible.

Известно устройство для исследования высокотемпературных процессов при взаимодействии лазерного излучения с веществом с помощью лазерного проекционного микроскопа [Абрамов Д.В., Галкин А.Ф., Жаренова С.В., Климовский И.И., Прокошев В.Г, Шаманская Е.Л. Визуализация с помощью лазерного монитора взаимодействия лазерного излучения с поверхностью стекло- и пироуглерода // Известия Томского политехнического университета, Т. 312, № 2, 2008. – Р. 97–101], содержащее лазерный усилитель, с одной стороны от которого соосно установлены объектив и объект наблюдения, а с другой – система формирования изображения и система регистрации изображения. С помощь Nd-YAG лазера осуществляют нагрев поверхности углеродного образца. Система регистрации изображения выполнена на основе CMOS-сенсора, связанного с компьютером, а лазерный усилитель - на основе активной среды лазера на парах меди. Максимальная частота съемки системы регистрации изображения составляет 5000 кадров в секунду. Частота работы лазерного усилителя составляет 16 кГц. Такой лазерный проекционный микроскоп позволяет визуализировать быстропротекающие процессы, сопровождающиеся интенсивной фоновой засветкой, с временным разрешением 0,2 мс и отображать их на экране компьютера.A device is known for studying high-temperature processes in the interaction of laser radiation with a substance using a laser projection microscope [Abramov D.V., Galkin A.F., Zharenova S.V., Klimovsky I.I., Prokoshev V.G., Shamanskaya E. L. Visualization with the help of a laser monitor of the interaction of laser radiation with the surface of glass and pyrocarbon // News of Tomsk Polytechnic University, T. 312, 2, 2008. - P. 97–101], containing a laser amplifier, on the one side of which the lens is coaxially mounted and the object of observation, and on the other - the imaging system and image registration system. With the help of the Nd-YAG laser, the surface of the carbon sample is heated. The image registration system is made on the basis of a CMOS sensor connected to a computer, and a laser amplifier is based on the active medium of a copper vapor laser. The maximum frequency of shooting the image registration system is 5000 frames per second. The frequency of the laser amplifier is 16 kHz. Such a laser projection microscope allows you to visualize fast processes accompanied by intense background illumination, with a time resolution of 0.2 ms and display them on a computer screen.

В этом устройстве отсутствует синхронизация лазера, осуществляющего воздействие на объект, с системой наблюдения, отсутствует синхронизация работы лазерного усилителя и системы регистрации изображений, отсутствует возможность количественной оценки характеристик наблюдаемых процессов в режиме реального времени.In this device, there is no synchronization of the laser, which effects the object, with the observation system, there is no synchronization of the laser amplifier and the image recording system, there is no possibility of quantitative assessment of the characteristics of the observed processes in real time.

Известно устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей [п. 1 ф-лы RU 2463634 С1, МПК G02B 21/00 (2006/01), опубл. 10.10.2012], выбранный в качестве прототипа, содержащий лазерный усилитель, с одной стороны от которого вдоль оптической оси расположены объектив и объект наблюдения, а с другой размещена система формирования изображения и экран. Лазерный усилитель выполнен на основе активной среды лазера на парах бромида меди и связан с полупроводниковым источником накачки. Система регистрации изображения выполнена на основе высокоскоростной CCD-камеры, направленной на экран и связанной с персональным компьютером и схемой синхронизации, которая связана с полупроводниковым источником накачки.A device is known for studying the process of burning powders of metals or their mixtures [P. 1 f-ly RU 2463634 C1, IPC G02B 21/00 (2006/01), publ. 10.10.2012], selected as a prototype, containing a laser amplifier, on the one hand from which the lens and the object of observation are located along the optical axis, and on the other hand the imaging system and the screen. The laser amplifier is made on the basis of the active medium of a copper bromide vapor laser and is connected to a semiconductor pump source. The image registration system is made on the basis of a high-speed CCD camera aimed at the screen and connected to a personal computer and a synchronization circuit, which is connected to a semiconductor pump source.

Известное устройство позволяет наблюдать процесс горения, сопровождающийся интенсивной фоновой засветкой, записывать изображения и видео в память компьютера, которое необходимо в последующем обработать с помощью специальной программы для получения информации, но не позволяет инициировать процесс горения и количественно оценивать характеристики наблюдаемых процессов в режиме реального времени.The known device to observe the combustion process, accompanied by intense background illumination, to record images and video in the computer's memory, which must be further processed using a special program for obtaining information, but does not allow to initiate the combustion process and quantify the characteristics of the observed processes in real time.

Предложенное изобретение позволяет одновременно инициировать процесс горения и получать количественную информацию о временных характеристиках процессов горения порошков металлов и их смесей в режиме реального времени.The proposed invention allows you to simultaneously initiate the combustion process and to obtain quantitative information about the temporal characteristics of the combustion processes of powders of metals and their mixtures in real time.

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей, также как в прототипе, содержит задающий генератор, персональный компьютер, лазерный усилитель, выполненный на основе активной среды лазера на парах бромида меди и связанный с высоковольтным источником импульсов, с одной стороны от которого расположены первый объектив и объект исследования, а с другой стороны размещен экран.A device for studying the combustion of metal powders or their mixtures, as well as in the prototype, contains a master oscillator, a personal computer, a laser amplifier made on the basis of the active medium of a copper bromide vapor laser and connected to a high-voltage source of pulses, on one side of which the first the lens and the object of study, and on the other hand placed the screen.

22

Согласно изобретению на оптической оси инициирующего лазера последовательно расположены механический затвор, первая светоделительная пластина, первая двояковыпуклая линза и объект исследования, установленный на линейном трансляторе. Первый фотодиод установлен напротив первой светоделительной пластины под углом к оптической оси лазера, равном углу отражения первой светоделительной пластины. С другой стороны от упомянутого лазерного усилителя вдоль его оптической оси между ним и экраном установлена вторая светоделительная пластина. На оптической оси второго фотодиода последовательно расположены диффузор, вторая двояковыпуклая линза, нейтральный светофильтр, вторая светоделительная пластина. Контроллер соединен с механическим затвором. Первый и второй фотодиоды соединены с цифровым осциллографом, который связан с персональным компьютером. Задающий генератор подключен к оптическому преобразователю, который соединен с источником высоковольтных импульсов.According to the invention, a mechanical shutter, a first beam-splitting plate, a first biconvex lens, and an object of investigation mounted on a linear translator are sequentially located on the optical axis of the initiating laser. The first photodiode is installed opposite the first beam-splitting plate at an angle to the optical axis of the laser, equal to the angle of reflection of the first beam-splitting plate. On the other side of the said laser amplifier, along its optical axis, a second beam-splitting plate is installed between it and the screen. On the optical axis of the second photodiode there are successively located a diffuser, a second biconvex lens, a neutral light filter, and a second beam-splitting plate. The controller is connected to the mechanical shutter. The first and second photodiodes are connected to a digital oscilloscope that is connected to a personal computer. The master oscillator is connected to an optical converter, which is connected to a source of high-voltage pulses.

В процессе горения порошков происходит изменение химического состава, изменение фаз и морфологии продуктов горения. Это приводит к изменению поверхности образца, в частности коэффициента отражения и отражательной способности. Лазерный усилитель обладает свойством усиления излучения на определенной длине волны, то есть он одновременно является узкополосным фильтром. Если объект исследования излучает или отражает свет с определенной длиной волны, этот свет будет усилен. Процесс горения протекает при температуре не более 2000°С. Таким образом энергия пламени на длине волны лазерного усилителя в десятки раз меньше порога усиления.In the process of burning powders, there is a change in the chemical composition, a change in the phases and morphology of the products of combustion. This leads to a change in the surface of the sample, in particular the reflection coefficient and reflectivity. A laser amplifier has the property of amplifying radiation at a specific wavelength, that is, it is simultaneously a narrow-band filter. If the object of study emits or reflects light with a specific wavelength, this light will be amplified. The combustion process takes place at a temperature not exceeding 2000 ° C. Thus, the flame energy at a laser amplifier wavelength is tens of times less than the gain threshold.

В предлагаемом устройстве лазерный усилитель является одновременно и осветителем, и усилителем. Импульсный режим работы лазерного усилителя позволяет освещать объект исследования достаточно интенсивным светом, но значительно меньшим порога возгорания образца. При малых входных сигналах лазерный усилитель имеет значительный коэффициент усиления (10-100), позволяющий получать на выходе сигнал, достаточный для регистрации фотодиодом. В результате напряжение на выходе второго фотодиода, наблюдаемое на осциллографе, находится в соответствии с изменением средней яркости сигнала лазерного усилителя, и соответственно, с изменением отражающей способности поверхности объекта исследования, попадающей в область зрения лазерного усилителя.In the proposed device, the laser amplifier is both an illuminator and an amplifier. The pulsed mode of operation of the laser amplifier allows to illuminate the object of study with a sufficiently intense light, but considerably lower the threshold of ignition of the sample. With small input signals, the laser amplifier has a significant gain (10-100), which allows to receive at the output a signal sufficient for registration by a photodiode. As a result, the voltage at the output of the second photodiode, observed on the oscilloscope, is in accordance with the change in the average brightness of the laser amplifier signal, and accordingly, with the change in the reflectivity of the surface of the object of study that falls into the field of view of the laser amplifier.

На фиг. 1 представлена схема устройства для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей.FIG. 1 shows a diagram of a device for studying the process of burning powders of metals or their mixtures.

33

На фиг. 2 представлены осциллограммы сигналов, регистрируемых фотодиодами на экране осциллографа, где 1 - осциллограмма второго фотодиода, 2 - осциллограмма первого фотодиода.FIG. 2 shows oscillograms of signals recorded by photodiodes on the oscilloscope screen, where 1 is the oscillogram of the second photodiode, 2 is the oscillogram of the first photodiode.

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей содержит инициирующий лазер 1, на оптической оси которого последовательно расположены механический затвор 2, первая светоделительная пластина 3, первая двояковыпуклая линза 4 и объект исследования 5, установленный на линейном трансляторе 6. Первый фотодиод 7 расположен напротив первой светоделительной пластины 3 под углом к оптической оси лазера 1, равном углу отражения первой светоделительной пластины 3. На оптической оси лазерного усилителя 8 с одной стороны расположены первый объектив 9 и объект исследования 5, а с другой стороны - вторая светоделительная пластина 10 и экран 11.A device for studying the combustion process of metal powders or their mixtures contains an initiating laser 1, on the optical axis of which a mechanical shutter 2, the first beam-splitting plate 3, the first biconvex lens 4 and the object of research 5 mounted on a linear translator 6 are sequentially located the first beam splitting plate 3 at an angle to the optical axis of the laser 1, which is equal to the angle of reflection of the first beam splitting plate 3. On the optical axis of the laser amplifier 8, on one side The first lens 9 and the object of study 5 are laid, and on the other hand, the second beam-splitting plate 10 and the screen 11.

На оптической оси второго фотодиода 12 последовательно расположены диффузор 13, вторая двояковыпуклая линза или объектив 14, нейтральный светофильтр 15, вторая светоделительная пластина 10.On the optical axis of the second photodiode 12 there are successively arranged a diffuser 13, a second biconvex lens or lens 14, a neutral light filter 15, a second beam-splitting plate 10.

Первый 7 и второй 12 фотодиоды соединены с цифровым осциллографом 16 (ОСЦ), который связан с персональным компьютером 17 (ПК). Задающий генератор 18 (ЗГ) подключен к оптическому преобразователю 19 (ОП), который соединен оптоволоконным кабелем с источником высоковольтных импульсов 20 (ИВИ), который подключен к лазерному усилителю 8. Механический затвор 2 соединен с контролером 21 (К).The first 7 and second 12 photodiodes are connected to a digital oscilloscope 16 (OCC), which is connected to a personal computer 17 (PC). The master oscillator 18 (SG) is connected to an optical converter 19 (OP), which is connected by a fiber optic cable to a high-voltage pulse source 20 (IVI), which is connected to a laser amplifier 8. A mechanical shutter 2 is connected to a controller 21 (K).

В качестве лазера 1 может быть использован твердотельный лазер с диодной накачкой с длиной волны излучения 532 нм. Механический затвор 2 - затвор фирмы Thorlabs SHB1. Использован линейный транслятор 6, например, 7Т173-25 фирмы Standa. В качестве первого 7 и второго 12 фотодиодов могут быть использованы быстродействующие фотодиоды Thorlabs DET10A/M с временем отклика 1 не. Лазерный усилитель 8 выполнен на основе активного элемента на парах бромида меди. В качестве задающего генератора 18 (ЗГ) использован генератор SFG-72120 фирмы GW Instek. Оптический преобразователь 19 (ОП) выполнен на основе комплектов оптоэлектронных устройств Avago Technologies HFBR-RXXYYY Series. Источник высоковольтных импульсов 20 (ИВИ) выполнен по схеме с импульсным зарядом накопительной емкости [Троицкий В.О., Димаки В.А., Филонов А.Г. Источник питания для лазера на парах бромида меди // Приборы и техника эксперимента. 2016. №3. - С. 57-60]. В качестве контроллера 21 (К) может быть использован контроллер затвора фирмы Thorlabs.As laser 1, a solid-state diode-pumped laser with a wavelength of 532 nm can be used. Mechanical shutter 2 - Thorlabs SHB1 shutter. Used linear translator 6, for example, 7T173-25 firm Standa. As the first 7 and second 12 photodiodes, high-speed Thorlabs DET10A / M photodiodes with a response time of 1 n0 can be used. The laser amplifier 8 is made on the basis of the active element on the pairs of copper bromide. The SFG-72120 generator from GW Instek was used as the master oscillator 18 (SG). Optical converter 19 (OD) is based on Avago Technologies HFBR-RXXYYY Series optoelectronic device kits. The source of high-voltage pulses 20 (IVI) is made according to the scheme with a pulsed charge of the storage capacitance [Troitsky V.O., Dimaki V.A., Filonov A.G. Power supply for copper bromide vapor laser // Instruments and Experimental Technique. 2016. №3. - pp. 57-60]. As the controller 21 (K), a Thorlabs shutter controller can be used.

Излучение инициирующего лазера 1 устанавливают на уровне, достаточном для инициирования процесса горения, например, 100-200 мВт в непрерывном режиме.The radiation of the initiating laser 1 is set at a level sufficient to initiate the combustion process, for example, 100-200 mW in continuous mode.

4four

Контроллер 21 (К) по заданию оператора формирует импульс, который открывает механический затвор 2, после открытия которого, излучение с помощью линзы 4 фокусируется на объект исследования 5. Первая светоделительная пластина 3 отражает часть излучения, которое поступает на первый фотодиод 7. Таким образом первый фотодиод 7 регистрирует начало воздействия инициирующего излучения на объект исследования 5, например, образец нанопорошка алюминия, которому придана форма параллелепипеда.The controller 21 (K) as instructed by the operator generates a pulse, which opens the mechanical shutter 2, after opening which, radiation using lens 4 focuses on the object of study 5. The first beam-splitting plate 3 reflects part of the radiation that enters the first photodiode 7. Thus, the first photodiode 7 registers the beginning of the impact of initiating radiation on the object of study 5, for example, a sample of aluminum nanopowder, which is shaped like a parallelepiped.

Спустя некоторое время после начала воздействия, объект исследования 5 загорается и происходят изменения его поверхности.Some time after the onset of exposure, the object of study 5 lights up and changes in its surface occur.

С помощью задающего генератора 18 (ЗГ), оптического преобразователя 19 (ОП) и источника высоковольтных импульсов 20 (ИВИ) формируют импульсы накачки лазерного усилителя 8, которые создают излучение сверхсветимости, которое фокусируется на объекте исследования 5 при помощи объектива 9, перемещая объект исследования 5 на линейном трансляторе 6. Отраженный от объекта исследования 5 сигнал собирают и направляют на вход лазерного усилителя 8 объективом 9. Проходя через активную среду лазерного усилителя 8, сигнал усиливается. Часть света с помощью второй светоделительной пластины 10 направляется в сторону второго фотодиода 12, при этом масштабируется по интенсивности с помощью нейтрального светофильтра 15, и проецируется второй двояковыпуклой линзой 14 или объективом через диффузор 13 на второй фотодиод 12. Другая часть излучения с выхода лазерного усилителя 8 проходит через вторую светоделительную пластину 10 и падает на экран 11. Назначение экрана - настройка области наблюдения.Using a master oscillator 18 (SG), an optical converter 19 (OD) and a source of high-voltage pulses 20 (IVI) generate pump pulses of a laser amplifier 8, which produce superluminance radiation, which focuses on the object of study 5 using the lens 9, moving the object of study 5 on the linear translator 6. The signal reflected from the object of study 5 is collected and sent to the input of the laser amplifier 8 by the lens 9. Passing through the active medium of the laser amplifier 8, the signal is amplified. Part of the light using the second beam-splitting plate 10 is directed towards the second photodiode 12, while scaling in intensity using a neutral light filter 15, and projected by the second biconvex lens 14 or lens through the diffuser 13 to the second photodiode 12. The other part of the radiation from the laser amplifier 8 output passes through the second beam-splitting plate 10 and falls on the screen 11. The purpose of the screen is to set the observation area.

Лазерный усилитель 8 работает в импульсно-периодическом режиме, который реализуется путем формирования высоковольтных импульсов. Каждый импульс производит изображение объекта исследования 5, средняя яркость которого регистрируется вторым фотодиодом 12, на выходе которого формируется последовательность импульсов с частотой работы лазерного усилителя 8, например, 20 кГц, и амплитудой, соответствующей отраженному от поверхности объекта исследования 5 излучению. Таким образом, огибающая последовательности импульсов на выходе второго фотодиода 12 дает информацию об изменении коэффициента отражения поверхности объекта исследования 5 в зоне наблюдения (фиг. 2). Сигналы с первого 7 и второго 12 фотодиодов отображаются на осциллографе 16 (ОСЦ) и передаются в персональный компьютер 19 (ПК) для последующего хранения или обработки. Передача осуществляется по каналу USB или посредством карты памяти.The laser amplifier 8 operates in a pulse-periodic mode, which is realized by generating high-voltage pulses. Each pulse produces an image of the object of study 5, the average brightness of which is recorded by the second photodiode 12, the output of which produces a sequence of pulses with a frequency of operation of the laser amplifier 8, for example, 20 kHz, and an amplitude corresponding to the radiation reflected from the surface of the object of study 5. Thus, the envelope of the pulse sequence at the output of the second photodiode 12 gives information about the change in the reflectance of the surface of the object of study 5 in the observation zone (Fig. 2). The signals from the first 7 and second 12 photodiodes are displayed on an oscilloscope 16 (SCA) and transmitted to a personal computer 19 (PC) for subsequent storage or processing. Transfer is carried out via USB or via a memory card.

Claims (1)

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей, содержащее задающий генератор, персональный компьютер, лазерный усилитель, выполненный на основе активной среды лазера на парах бромида меди и связанный с высоковольтным источником импульсов, с одной стороны от которого вдоль оптической оси расположены первый объектив и объект исследования, а с другой стороны размещен экран, отличающееся тем, что содержит инициирующий лазер, на оптической оси которого последовательно расположены механический затвор, первая светоделительная пластина, первая двояковыпуклая линза и объект исследования, установленный на линейном трансляторе, при этом первый фотодиод установлен напротив первой светоделительной пластины под углом к оптической оси лазера, равном углу отражения первой светоделительной пластины, с другой стороны от упомянутого лазерного усилителя вдоль его оптической оси между ним и экраном установлена вторая светоделительная пластина, причем на оптической оси второго фотодиода последовательно расположены диффузор, вторая двояковыпуклая линза, нейтральный светофильтр, вторая светоделительная пластина, контроллер соединен с механическим затвором; первый и второй фотодиоды соединены с цифровым осциллографом, который связан с персональным компьютером, задающий генератор подключен к оптическому преобразователю, который соединен с источником высоковольтных импульсов.A device for studying the combustion process of metal powders or their mixtures, containing a master oscillator, a personal computer, a laser amplifier made on the basis of the active medium of a copper bromide vapor laser and connected to a high-voltage source of pulses, on one side of which the first lens and the object of study, and on the other hand placed the screen, characterized in that it contains the initiating laser, on the optical axis of which a mechanical shutter is sequentially arranged, the first The beam splitting plate, the first biconvex lens and the object of study mounted on a linear translator, the first photodiode mounted opposite the first beam splitting plate at an angle to the optical axis of the laser, equal to the reflection angle of the first beam splitting plate, on the other hand from A second beam-splitting plate is mounted on it with a screen, with a diffuser sequentially arranged on the optical axis of the second photodiode, the second biconvex lin for, neutral light filter, second beam splitting plate, the controller is connected to a mechanical shutter; The first and second photodiodes are connected to a digital oscilloscope, which is connected to a personal computer, and the master oscillator is connected to an optical converter, which is connected to a source of high-voltage pulses.
RU2018124663A 2018-07-06 2018-07-06 Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures RU2687308C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124663A RU2687308C1 (en) 2018-07-06 2018-07-06 Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124663A RU2687308C1 (en) 2018-07-06 2018-07-06 Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687308C1 true RU2687308C1 (en) 2019-05-13

Family

ID=66578885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018124663A RU2687308C1 (en) 2018-07-06 2018-07-06 Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687308C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753748C1 (en) * 2020-11-30 2021-08-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for studying combustion process of metal powders or their mixtures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1179174A1 (en) * 1983-12-09 1985-09-15 Казанский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Flame parameter meter
JP2010054391A (en) * 2008-08-29 2010-03-11 Nano Photon Kk Optical microscope, and method of displaying color image

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1179174A1 (en) * 1983-12-09 1985-09-15 Казанский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева Flame parameter meter
JP2010054391A (en) * 2008-08-29 2010-03-11 Nano Photon Kk Optical microscope, and method of displaying color image

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fedor A. Gubarev и др. "Copper Bromide Laser Monitor for Combustion Processes Visualization", Proceedings of 2016 Progress In Electromagnetic Research Symposium (PIERS), Shanghai, China, 2016 г., стр. 2666-2670. *
G. S. Evtushenko и др. "Laser monitor for non-destructive testing of materials and processes shielded by intensive background lighting", REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, т. 85, No 3, 2014 г., стр. 033111-1 - 033111-5. *
G. S. Evtushenko и др. "Laser monitor for non-destructive testing of materials and processes shielded by intensive background lighting", REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, т. 85, No 3, 2014 г., стр. 033111-1 - 033111-5. G. S. Evtushenko и др. "Laser monitor for non-destructive testing of materials and processes shielded by intensive background lighting", REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, т. 85, No 3, 2014 г., стр. 033111-1 - 033111-5. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753748C1 (en) * 2020-11-30 2021-08-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for studying combustion process of metal powders or their mixtures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2685040C1 (en) Device for investigation of metal powders combustion process or their mixtures
US6944204B2 (en) Laser-induced breakdown spectroscopy with second harmonic guide light
CN103743718A (en) Laser spectrum analyzer combining confocal micro-Raman and laser-induced breakdown spectroscopy
RU2685072C1 (en) Method to investigate combustion process of metal powders or their mixtures
CN106645033B (en) The ultrafast diagnostic device of optical element laser damage integration
RU2712756C1 (en) Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures
CN104614353A (en) Two channel-based multi-spectrum fluorescent imaging microscopic system and method
JP2011158413A (en) Laser microscope device
JP5628256B2 (en) Flash photolysis system
JP2012132741A (en) Time-resolved fluorescence measuring device and method
CN107449738A (en) A kind of dual-beam pump probe experimental system
US10871450B2 (en) Laser-induced breakdown spectroscopy system and method, and detection system and method therefor
RU2687308C1 (en) Device for investigation of combustion process of powders of metals or their mixtures
KR20060034299A (en) Method and device for monitoring hydrogen gas and hydrogen flame
CN112033538B (en) Ultrafast image device based on spectrum-time mapping
WO2020094625A1 (en) Method and device for in situ process monitoring
JPH1090064A (en) Microscopic raman system
KR102298835B1 (en) Component composition measurement system and method for component composition measurement
Gubarev et al. An optical system with brightness amplification for studying the surface of metal nanopowders during combustion
US11953440B2 (en) Method and apparatus for simultaneous nonlinear excitation and detection of different chromophores across a wide spectral range using ultra-broadband light pulses and time-resolved detection
JP3884594B2 (en) Fluorescence lifetime measuring device
RU2746308C1 (en) Device for researching the process of combustion of metal nanopowders or their mixtures
JP6599018B2 (en) Image acquisition system and image acquisition method
RU2753748C1 (en) Device for studying combustion process of metal powders or their mixtures
RU162395U1 (en) TWO PHOTON SCANNING MICROSCOPE