SU840713A1 - Устройство дл получени цветныхТЕНЕВыХ изОбРАжЕНий - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборам дл  исследовани  теневым методом оптических неоднородностей в прозрачных средах и может быть использовано при изучении обтекани  тел сверхзвуковым потоком, исследовании взрьшкых процессов, изучении процессов, идущих в сильных магнитных и электрических пол х и т.д.

Известно устройство (схема Теплера ), позвол ющее визуализировать оптические неоднородности прозрачной среды. Эта оптическа  схема включает в себ  осветительную часть и приемную часть свизуализирующей диафрагмой (ножом Фуко . Исследуема  оптическа  неоднородность просвечиваетс  световым пучком, сформированным осветительной частью схемы. В фокальной плоскости основного объектива устанавливают нож Фуко, перекрывающий часть изображени  источника света. До тех пор, пока среда однородна, плоскость изображени  освещена равномерно . Освещенность ее пропорциональна ширине незадиафрагмированной ножом Фуко части изображени  источника св.ета. Лучи, проход щие через неоднородность , отклон ютс . Построенное ими изображение иcтoчIl,l а света смещено относительно изображени , построенного неотклоненными лучами. В зависимости от направлени  сме щени , отклоненные лучи либо про0 ход т над кромкой ножа, либо задерживаютс  им.

Теплеровское изображение прозрачной среды представл ет совокупность зон, освещенность которых отличаетс 

5 от освещенности фона С 1}.

Недостатком этого устройства  вл етс  небольшой диапазон измерени . Он не превосходит ширину изображени  источника света. Расширение диапазона измерени  за счет увеличени  ширины изображени  источника света сопровождаетс  уменьшением чувствительности .

Наиболее близким по технической сущности к .предлагаемому  вл етс 

устройство да  получени  цветных тенвых изображений , содержащее источни caeta с щелевой осветительной диафра мой и приемную часть с многоцветной визуализирующей диафрагмой, выполненной в виде пр моугольника, составленного из расположенных в один р д фигур, контрастирующих цветов (фш1ьт ров . В отсутствие оптической неоднородности изображение источника света совмещают с одним из фильтров визуализирующей диафрагмы. Плоскость изображени  окрашиваетс  в цвет этог фильтра. Лучи света, отклоненные неоднородностью , стро т изображение осветительной диафрагмы на других фильтрах визуализирующей диафрагмы, что вызывает по вление в плоскости изображени  цветов, отличных от фона . По цвету каждой зоны изображени  суд т о величине составл ющей углового отклонени  света в направлении , перпендикул рном боковым Кромкам фильтров С ЗНедостатками известного устройства  вл ютс  небольша  чувствительность , лимитируема  шириной фильтров визуализирующей диафрагмы (смещение изображени  осветительной диафрагмы в пределах одного фильтра не сопровождаетс  изменением цвета в плоскости изображени ) и невозможность увеличить диапазон измерени  при сохранении чувствительности и цветового контраста в изображении неоднородности . Увеличение ширины фильтров сопровождаетс  уменьшением чувствительности.Использование фильт ров не только спектральных цветов, но и их оттенков снижает контраст изображени .

Кроме того, недостатком известно .го устройства  вл етс  невысокий контраст в изображении неоднородной среды, св занный с по влением смешанных цветов, обусловленных смещением изображени  источника света на часть ширины фильтра визуализирующей диафрагмы.

Цель изобретени  - увеличение чувствительности, расширение диапазона измерени  и повышение контраста изображени  неоднородной среды.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что визуализирующа  диафрагма содержит боковые фигуры и центральную фигуру пр моугольной формы шириной не более 1/6-1/4 ширины боковых фигур, примыкающих к ней и друг к другу параллельными сторонами и ограниченных по высоте по заданному закону с одной стороны от центрально фигуры бесцветным экраном, а с другой стороны - непрозрачным экраном, причем высота изображени  осветительной диафрагмы превьшает наибольшую высоту боковых фигур.

При этом высота боковых Фигур ограничена кривой вида -Са , где С - половина наименьшей высоты боковой фигуры;

а - отношение высот фигуры при перемещении по .оси X на единицу.

Кроме того, высота боковых фигур может быть ограничена кривой вида vjriCCtbx),

где п - величина, характеризующа  пор док кривой боковой фигуры;

b ,- отношение полуразности наибольшей и наименьшей высот боковой фигуры к ее ширине при п 1.

На фиг.1 представлена оптическа  схема устройства; на фиг. и-3 - вариант выполнени  фигур с бесцветным и непрозрачным экранами; на фиг.4 взаимное расположение визуализирующе диафрагмы и изображени  осветительной диафрагмы.

Устройство содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник 1 света, конденсатор 2, щелевую осветительную диафрагму 3, объективы 4 и 5, визуализирующую диафрагму 6 и съемочную камеру 7.

На фиг.2 изображена фигура визуализирующей диафрагмы 8 с бесцветны экраном.9, ограничивающим ее высоту кривой, описьшаемой показательной функцией вида vjriCo . Чем меньше величина Н,тем круче идет крива . При смещении по оси х на величину h высота возрастает в а раз. Величина С определ ет мицимадьную высоту фигуры. Она не мрнее 1/10 высоты изображени  осветительной диафрагмы. Максимальна  высота не более высоты изображени  осветительной диафрагмы.

Claims (3)

1. На фиг.З изображена фигура визуализирующей диафрагмы 10 с непрозрач-ным экраном 11, ограничивающим ее высоту кривой того же типа. При смещении по оси X на величину h высота незадиафрагмированной экраном части, фигуры возрастает в а раз. Величина 5 С определ ет размер минимального просвета экрана, Максимальньш просвет не 0олее высоты изображени  осветительной диафрагмы. Фиг.4 иллюстрирует взаимное расположение фигур 12-18 виз уализирунщ диафрагмы с бесцветным 9 и непрозрачным 20 экранами и изображени  осветительной диафрагмы 21, Фигуры 12-14 визуализирующей диафрагмы, ограниченные по высоте бесцветным экраном 19, примыкают друг к другу и к центральной фигуре 15 диафрагмы шириной IQ не более 1/6-1/4 ширины 1 остальных фигур визуализирующей диафрагмыт С другой стороны к центральной фигуре примыкают фигуры 16-18 с непрозрачным экраном 20, Изображение осветительной диафрагмы 21 высотой не менее наибольше высоты фигур визуализирующей диафра мы и шириной не больше ширины ее це ральной фигуры совмещено с централь ной фигурой диафрагмы так, что их боковые стороны параллельны, Устройство работает следующим образом. Изображение источника 1 света конденсором 2 строитс  в плоскости осветительной диафрагмы 3, вырезающей из него равномерно освещенную площадку пр моугольной формы. Объек тив 4 создает параллельный пучок света, просвечивающий прозрачную неоднородность S, помещенную между объективами 4 и 5, Объектив 5 собир лучи и строит в фокальной плоскости изображение осветительной диафрагмы Визуализирующа  диафрагма 6 установ лена в той же плоскости так, что изображение осветительной диафрагмы совмещаетс  с ее центральной фигурой . До тех пор, пока исследуема  сре да однородна, плоскость изображени  окрашена в цвет центральной фигуры 15, визуализирующей диафрагмы. При по влении в поле- зрени  оптической неоднородности изображение построенное лучами, прошедшими чере неоднородность, смещаетс . Смещение изображени  осветительной даафрагмы в пределах одной из фигур 12-14 с бесцветным экраном 19 в направлении , перпендикул рном их боковым сторонам, сопровождаетс  изменением чистоты цвета при сохранении цветов го тона. 36 При смещении изображени  осветительной диафрагмы в пределах одной из фигур 16-18 с непрозрачным 20 при сохранении одного и того же цветового тона измен етс   ркость в плоскости изображени . Замена пр моугольных фильтров в известном устройстве 4«гурами контрастирующих цветов, ограниченными по высоте бесцветным и непрозрачным экранами, позвол ет использовать в качестве независимых параметров теневой картины цветовой тон, чистоту цвета и его  ркость. Это разрешает увеличить чувствительность, расширить диапазон измерени , улучшить контраст в изображении неоднородности. Чувствительность возрастает за счет того, что смещение изображени  осветительной диафрагмь в пределах фигуры одного цветового тона, сопровождаетс , в зависимости от направлени  смещени , изменением чистоты цвета или изменением  ркости в плоскости изображени . Диапазон измерени  может быть увеличен при сохранении чувствительности и контраста изображени , так как чувствительность определ етс  не шириной цветной фигуры, как в известном устройстве , а параметрами кривой, ограничивающей высоту боковых фигур визуализирующей диафрагмы. Формула изобретени  1, Устройство дл  получени  цветных теневых изображений, содержащее источник света с щелевой осветительной диафрагмой и приемную часть с многоцветной визуализирующей диафрагмой, выполненной в виде пр моугольника, составленного из расположенных в один р д фигур контрастирующих цветов, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности, расширени  диапазона измерени  и по- вьш1ени  контраста изображени , визуализирукмца  диафрагма содержит боковые фигуры и центральную фигуру пр моугольной формы шириной не более 1/6-1/4 пирины боковых фигур, примыкающих к ней друг к другу параллельными сторонами и ограниченных по высоте по заданному закону с одной стороны от центральной фигуры бесцветным экраном, а с другой - непрозрачным экраном, причем высота изображени  осветительной диафрагмы правь к ет наибольшую высоту боковых фигур.
2. 2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что высота боковых фигур ограничена кривой вида .±Са где С - половина наименьшей Высоты боковой фигуры; а - отношение высот фигуры при перемещении по оси х на единицу .
3. 3.Устройство по п.1, о т -л и ч аю щ е е с   тем, что высота боковь х фигур ограничена кривой вида ±(С±Ь)Г) is

   .f 84071 5 0 8 где п - величина, характеризующа  пор док кривой боковой фигуры; b - отношение полуразности наибольшей и наименьшей высот боковой фигуры к ее ширине при п 1. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Васильев Л. А. Теневые методы, Наука, 1968, с.19. 2. Саламандра F. Д. Фотографические методь исследовани  быстропротекающих процессов. М., Наука, 1974, с, 28 (прототип).