SU1179256A1 - Теневой фотоэлектрический прибор - Google Patents

Abstract

1. ТЕНЕВОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР, содержащий источник излучени , коллиматор, анализатор, фотоприемник и осциллограф, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  чувствительности, в него введен второй фотоприемник, а анали- i затор состоит из основного анализирующего элемента, выполненного в виде призмы с двум  отражающими и одной поглощающей гран ми и дополнительных анализирующих элементов - двух нейтрально серых клиньев, причем поглощающа  грань призмы ориентирована по нормали к оптической оси коллиматора, размер этой грани меньше или равен его действующей апертуре, нейтрально серые клинь  установлены на участках оптической оси,  вл ющихс  зеркальным отражением оптической оси коллиматора от плоскостей отражающих гра ней призмы, основани  этих клиньев обращены в сторону коллиматора, а фотоприемники расположены .за указанными клинь ми..

Description

2. Прибор по п. 1,отличающ и и с   тем, что, с целью расширени  динамического диапазона измерений , в него введен второй осПиплограф , причем каждый осциллограф св зан . с соответствующим фотоприемником. 11 56 3. Прибор по п. 1,отличающ и и с   тем, что в него введены фазоинвертор и сумматор, причем выход одного из фотоприемников св зан с сумматором через фазоинвертор,выход в торого- епосредственно,а выход сумматора подключенк входуосциллографа.

Изобретение относитс  к оптическим приборам, в часности к приборам дл  оптико-физических исследований оптических неоднородностей, и может быть использовано в экспериментальной аэродинамике, исследовании процессов горени  и взрыва, оптике атм сферы. Цель изобретени  - повышение чув . ствительности, а также расширение д намического диапазона измерений. На фиг. 1 изображена оптико-элек рическа  схема теневого фотоэлектри ческого прибора; на фиг.. 2 - схемат ческое расположение световых лучков .относительно элементов анализатор а при отсутствии в просматриваемом пр , странстве оптической неоднородности на фиг. 3 - то же, при наличии в просматриваемом пространстве оптической неоднородности. Прибор включает источник 1 излучени , коллиматор 2, анализатор 3, два фотоприемника 4 и 5, два осциллографа 6 и 7, фазоинвертор 8, сумматор 9 и коммутирующий переключатель 10. При этом анализатор 3 состоит из основного анапизирунмцего (Элемента, выполненного в виде призм 11 с двум  отражакнцими 12 и 13 и од ной поглощающей 14 гран ми и дополнительных анализирующих элементов двух нейтрально серых клиньев 15 и 16, Поглощающа  грань 14 призмы 11 ор иентирована по нормали к оптической оси 17 коллиматора 2, а размер этой грани меньше или равен его дей ствующей апертуре. Клинь  15 и 16 установлены на участках 18 и 19 оптической оси,  вл ющихс  зеркальным отражением оптической оси 17 коллиматора 2 от плоскостей отражающих граней 12 и 13 призмы 11. Основани  клиньев 15 и 16 обращены в сторону коллиматора 2, а фотоприемники 4 и 5 расположены за указанными клинь ми. Посредством коммутирующего переключател  10 каждый из осциллографов 6 и 7 св зан с соответствующим фотоприемником 4 и 5 (см. фиг. 1, положение 1)либо выход фотоприемника 4 св зан с сумматором 9 через фазоинвертор 8, выход фотоприемника 5 - непосредственно , а выход сумматора 9 подключен к входу осциллографа 7 (положение И). Устройство работает следующим образом . При настройке прибора в отсутствие оптической неоднородности 20 линейным перемещением основного анализирующего элемента - призмы 11 перпендикул рно направлению распространени  зондирующего пучка света 21 добиваютс  идентичности отраженных боковыми гран ми 12 и 13 призмы пучков света 22. и 23 (см. фиг. 2), сравнива  сигналы на осциллографах 6 и 7 от фотоприемников 4 и 5. При этом дополнительные анализирующие элементы - нейтрально серые клинь  15 и 16, представл ющие собой оптические элементы с коэффициентом пропускани  j мен клцимс  по линейному закону вдоль выбранного направлени ,  вл к цегос  в дальнейшем рабочим, устанавливают так, чтобы отраженные световые пучки 22 и 23 проходили через области клиньев с одинаковыми коэффициентами пропускани . j При по влении в просматриваемом пространстве оптической неодиородности 20 расположение световых пу-чков на элементах анализатора 3 мен етс  (фиг. 3). Зондирующий пучок 24 откло н етс  от своего первоначального нап равлени  и смещаетс  относительно поглощающей грани 14- В результате у одного из отраженных гран ми 12 и 13 призмы 11 световых пучков 25 увеличиваютс  геометрические размеры сечени  и, соответственно, количество света в нем, а у другого 26 уменьшаютс . В то же врем  оба отраженных пучка отклон ютс  от своего первоначального направлени  на угол, равный углу отклонени  зондирующего пучка 24. Это угловое отклонение под вергают повторному анализу клинь ми 15 и 16, которые ориентированы в горизонтальной плоскости таким образом (основани ми к коллиматору), что отклоненный расщиренньй по отношению к первоначальной настройке пучок 25 попадает на область клина 15 с большим коэффициентом пропускани , т.е. количество света, падающего на фотоприемник 4, увеличиваетс  как за сче действи  основного анализирующего эл мента 11 , так и за счет действи  дополнительного анализирующего элемента 15. В то же врем  в пучке 26 все происходит наоборот. Поскольку ширину поглощающей грани 14 призмы 11 выбирают меньшей (на 0,2-0,3 мм) или равной размерам сечени  зондирующего пучка в плоскости анализа, размеры сечений отраженных гран ми призмы пучков оказьюаютс  значительно меньшими (более чем в 10 раз) размеров сечени  зондирук цего пучка, что обеспечивает такие усло , , ВИЯ работы фотоприемников, когда фоовые засветки минимальны, а обнаруительна  способность приемников аксимальна. Применение двойного анализа углового отклонени  зондирующего пучка, прошедшего оптическую неоднородность, приводит к увеличению крутизны зависимости выходного сигналафотоприемника от этого отклонени , а следовательно , к повьшгению чувствительности теневого фотоэлектрического прибора. Так как каждый канал представл ет собой самосто тельный прибор с повышенной чувствительностью, а характер регистрируемого сигнала при по вле- , НИИ в просматриваемом пространстве неоднородности в каналах обратен, использование отдельного осцйллографа дл  каждого из приемников обеспечивает реализацию теневого фотоэле трического прибора с динамическим диапазоном измерений, примерно равным двойной ширине сечени  зондирующего пучка в плоскости анализа. При этом один канал регистрирует преимущественно градиент показател  преломлени  одного знака, а второй канал - преимущественно другого. Фазоинвертор , установленный в одном из каналов прибора после фотоприемника, мен ет пол рность регистрируемого сигнала на обратную. Этот сигнал суммируют с сигналом от приемника другого канала и подают на осциллограф . При этом за счет увеличени  отношени  сигнал/шум суммарного сигнала по сравнению с сигналом от каждого из каналов дополнительно увеличиваетс  чувствительность теневого фотоэлектрического прибора.

Claims (3)

1. ТЕНЕВОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР, содержащий источник излучения, коллиматор, анализатор, фотоприемник и осциллограф, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен второй фотоприемник, а анали- « затор состоит из основного анализирую- щего элемента, выполненного в виде призмы с двумя отражающими и одной поглощающей гранями и дополнительных анализирующих элементов - двух нейтрально серых клиньев, причем поглощающая грань призмы ориентирована по нормали к оптической оси коллиматора, размер этой грани меньше или равен его действующей апертуре, нейтрально серые клинья установлены на участках оптической оси, являющихся зеркальным отражением оптической оси коллиматора от плоскостей отражающих граней призмы, основания этих клиньев обращены в сторону коллиматора, а фо- 8 'топриемники расположены ,за указанными клиньями. |V

Фиг./

1179256 А

I

2. Прибор по п. ^отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений , в него введен второй осциллограф , причем каждый осциллограф связан., с соответствующим фотоприемником.

3. Прибор поп. ^отличающийся тем, чтд в него введены фа.зоинвертор и сумматор, причем выход одного из фотоприемников связан с сумматором через фаэоинвертор,выход в торого-непосредственно,а выход сумма тора подключен к входу осциллографа.