1 Изобретение,относитс к оптическ му приборостроению и может быть использовано Дл исследовани физичес ких процессов, происход щих в опти- чески прозрачных средах и сопровождающихс изменением градиента, оптического показател преломлени , например в гидро- и аэродинамике. Известно фотоэлектрическое теневое устройство дл исследовани оптических неоднородностей в прозрачных средах, позвол ющее производить набродени распределени прозрачных неоднородностей в анализируемом объеме и измерение их параметров tO Недостатком устройства вл етс чувствительность к воздействию ударных и вибрационных нагрузок, перепаду давлени и изменению температуры. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс фотоэлектрическое теневое устройство , содержащее последовательно расположенные источник излучени , зеркальный нож, световозвращающее зерк ло, объектив, защитное стекло, автоколлимационное зеркало и фотоприемный блок. Устройство построено по дифферен циальной автоколлимационной схеме с четырехкратным прохождением света через анализируемый объем. При отсутствии в анализируемом объеме неоднородностей изображение световой диафрагмы всегда совпадает с самой диафрагмой, несмотр на присутствие указанных воздействий. Это достигаетс за счет наличи в фокальной плоскости объектива зерка ла, обеспечивающего четырехкратное прохождение светового пучка через анализируемый объем и позвол ющего получить изображение световой диафрагмы в плоскости теневой диафрагм с увеличением Р+1, Таким образом, факт неподвижности изображени световой диафрагмы относительно теневой диафрагмы придает схеме свойство нерасстраиваемости 2 . Недостатком известного устройств вл етс большой порог чувствительности , что обусловлено вли нием остаточных аберраций изображени световой диафрагмы при малых смещени х этих изображений, вызываемых малыми (близкими к пороговым) величинами угла отклонени световых 52 лучей, возникающего за счет неоднородностей . Цель изобретени - снюкение порога чувствительности. Указанна цель достигаетс тем, что в фотоэлектрическое теневое устройство , содержащее последовательно расположенные источник излучени , зеркальный нож, световозвращающее зеркало, объектив, защитное стекло, автоколлимационное зеркало и фотоприемный блок, дополнительно введен оптический клин, установленный между объективом и защитным стеклом так, что ребро двугранного угла клина параллельно рабочей кромке зеркального ножа, а грань, соедин юща преломл ющие поверхности клина и наход ща с в поле зрени устройства , расположена на оптической оси, причем угол оС между каждой из преломл ющих граней клина и оптической осью объектива удовлетвор ет условию с.ч|-F) где t - рассто ние между оптической осью и той границей зеркальной поверхности ножа или световозвращающего зеркала, котора расположена на наибольшем рассто нии от оптической оси; Г- фокусное рассто ние объектива . На фиг. представлена оптическа схема фотоэлектрического теневого устройства, варианту на фиг. 2 - график , иллюстрирующий зависимость выходного тока фотоприемника от изменени градиента показател преломлени фотоэлектрического теневого прибора . Устройство содержит источник L излучени , зеркальный нож 2, световозвращающее зеркало 3, объектив 4, защитное стекло 5, оптический клин 6, автоколлимационное зеркало 7 и фотоприемное устройство 8. Рабоча кромка зеркального ножа 2 и кромка световозвращающего зеркала 3 образуют световую диафрагму. Световозвращающее зеркало 3 расположено в передней фокальной плоскости объектива Л перпендикул рно его оптической оси. Оптический клин 6 установлен так, что ребро двугранного угла клина параллельно рабочей кромке зеркального ножа 2, а грань, соедин юща преломл ющие поверхности Э клина, расположена на оптической оси, причем угол к между каждой иэ преломл ющих граней клина и оптической осью объектива удовлетвор ет условию Ill в Г/ где - рассто ние между оптической осью и той границей зеркаль ной поверхностиножа 2 или световозвращающего зеркала 3, котора расположена на большем рассто нии от оптической оси; t- фокусное рассто ние объекти Установка клина 6 под углом с( необходима дл того, чтобы удалить из пол зрени оптической системы блики, которые возникают за счет его присутстви в оптической схеме и исключить возможность их попадани на зеркальные поверхности 2 и 3, расположенные в фокальной плоскост - объектива 4. В противном случае блики могут попасть на фотоприемни и вызвать увеличение шумового тока что приведет к некоторому увеличени порога чувствительности. Величина преломл ющего угла клина бС опреде ет режим работы устройства, а именн положение рабочей точки (при отсутствии неоднородности) ка графике (фиг, 2) и выбираетс из Интервала углов, дл которых выполн етс усло f 1/ 1 вие - f. Y . где f - углова величина аберрационного размыти выходного изображени световой диафрагмы; У - максимальный УГОЛ в диапазоне чувствительности устройст ва, который может быть определен как У. -77 линейный размер свето вой диафрагмы). Устройство работает следующим образом. При работе устройства изображени нити лампы источника 1 излучени проектируетс в плоскость световой диафрагмы, образованной рабочей кромкой зеркального ножа 2 и кромко световозвращающего зеркала 3. Затем одна половина светового пучка проходит через объектив 4, защитное стекло 5, анализируеьатй объем и отр жаетс от автоколлимационного зерка ла 7, вновь проходит аналнзируеьшй объем, защитное стекло, объектив и строит промежуточное изображение св 54 товой диафрагмы на световозвращающем зеркале 3, Отразившись от зеркала 3, эта половина светового пучка в пр мом и обратном ходе проходит объектив 4, защитное стекло 5, оптический клин 6, анализируемый объем и формирует изображение световой диафрагмы . Одновременно друга половина светового пучка после прохождени световой диафрагмы сначала проходит через объектив 4, оптический клин 6, защитное стекло 5, анализируемый объем, отражаетс от автоколлимационного зеркала 7, вновь проходит через анализируемый объем,защитное стекло 5, оптический клин 6, объектив 4 и строит промежуточное изображение световой диафрагмы на световозвращающем зеркале З, а затем отражаетс от зеркала 3 и в пр мом и обратном ходе проходит объектив 4, защитное стекло 5, анализируемый объем и формирует свое изображение световой диафрагмы. Таким образом, за счет Tdro, что оптический клин 6 занимает половину пол зрени устройства, здесь две соответствуюр-ие половины светового потока образуют два изображени световой диафрагмы, которые смещены в противоположные стороны относительно теневой диафрагмы на величину, пропорциональную величине преломл ющего угла клина Я При этом часть одного изображени световой диафрагмы попадает на рабочую зеркальную кромку ножа 2, соответствующий световой поток отражаетс от нее и попадает на фотоприемное устройство 8. Второе изображение попадает частично на зачерненную кромку зеркала 3 и гаситс на ней. Из графика, приведенного на фиг. 2, который иллюстрирует зависимость выходного тока фотоприемника от изменени угла отклонени светового луча видно, что рабоча точка известного устройства ( ) лежит в не линейной области, а при наличии в схеме оптического клина рабоча точка лежит в линейной области, , i/ 2(п -1)) , где П - показатель преломлени стекла клина. При одной и той же величине отклонени светового- пучка неоднородностью в линейной и нелинейной величина выходного тока (лТ1)дл предлагаемого устройства возрастает в несколько раз по сравнению с величиной выходного сигнала (/111) дл известного.
Соответственно происходит уменьшение в несколько раз величины порогового градиенте, вызывающее пороговое соотношение сигнап/шум. Таким образом, наличие в .схеме оптического клина ведет к снижению порога чувствительности устройства.
Кроме того, как видно из фиг. 2, рабоча точка в этом случае лежит в линейной области зависимости, следовательно, в пределах этого диапазона характеристика устройства линейна и однозначна, тогда как в известном устройстве рабоча точка лежит на нелинейном участке зависимости , имеющем симметричную форму, поэтому при изменении знака приращени градиента знак приращени сигнала не мен етс ,,что приводит к неодно- « значности соотнесени сигнала и входного воздействи , т.е. применение клина приводит к переходу от нелинейного преобразовани к линейному , что упрощает обработку выходной информации и делает возможным обратное преобразование за счет устранени неоднозначности.
Применение изобретени позволит расширить диапазон использовани устройства в исследовани х и изучить физические процессы, происход щие в прозрачных средах со слабыми градиентами .