1one
Изобретение относитс к технической физике и может быть использовано в метрологии оптических приборов , примен емых дл исследований жид(в1Х и газовых сред.The invention relates to technical physics and can be used in the metrology of optical instruments used for research in liquids (iX and gaseous media.
По основному авт. св. N 7 120 известен способ создани эталонных ПЛОТНОСТНЫХ неоднородностей дл оценки параметров теневых приборов путем возбуждени пол ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, согласно которому на излучатель ультразвуковых колебаний подают амплитудно модулированное высокочастотное несущее напр жение , причем частоту несущего напр жени ч выбирают равной резонансной частоте излучател , а амплитуду и частоту модулированного напр жени измен ют исход из требований к параметрам создаваемых неоднородностей по известной зависимости между значени ми последних и :значени ми амплитуды модулированного напр жени ClJ. . According to the main author. St. N 7 120 discloses a method for creating reference DENSITY inhomogeneities for estimating the parameters of shadow devices by exciting ultrasonic oscillations fields in the viewing volume of devices, according to which the emitter of ultrasonic vibrations is supplied with an amplitude modulated high frequency carrier voltage, the frequency of the carrying voltage h being chosen equal to the resonant frequency of the radiator, and the amplitude and frequency of the modulated voltage change based on the requirements for the parameters of inhomogeneities created by o the relationship between the values of the latter and: the values of the amplitude of the modulated voltage ClJ. .
Недостатком известного способа вл етс сравнительно узка область применени , св занна с тем, что в rfpocMOTpoBOM объеме теневого прибора получают бегущее со скоростью звука поле упругих колебаний, работать с которым дл изучени метроto логических характеристик теневого прибора неудобно, так как чтобы теневое изображение в широкопольном приборе не оказалось смазанным, требуJ5 ютс соответйтвукхцие быстродействующие затворы и импульсные источники света длительностью не более 1 мкс. Известным способом невозможно в различных точках теневого прибора соз20 давать одновременно эталонные неоднородности плотности одного определенного уровн дл определени относительной чувствительности прибора в этих точках. 396 Кроме того; получаютс большие по грешности при исследовании узкополосных теневых приборов с фотоэлек- . трической регистрацией выходного сигнала, требующих наличи равномерного пол плотности по поперечному сечению луча при исследовании .чувствительности приборов. Известный способ требует мощных излучателей „ультразвука, что ограничивает его применение испытанием приборов, обладающих повышенной чувствительностью . Цель изобретени - расширение области применени способа. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу создани эталонных плотностных неоднородностей, при котором возбуждают поле ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, подава на излучатель ультразвуковых колебаний амплитудно модулированное высокочастотное несущее напр жение, частоту которого выбирают равной резонансной часто Те излучател , а амплитуду и частоту модулированного напр жени измен ют исход из требований к параметрам со даеаеьых неоднородностей по известной зависимости между значени ми последних и значени ми амплитуды модулированного напр жени , поле ультразвуковых колебаний ofpaжaют к излуча телю с помощью звукоотражающего элемента и перемещением последнего создают режим сто чих колебаний в просмотровом объеме теневого прибора с расположением пучности сто чей волны в заданной области этого объема. Таким образом, режим бегущих акустических волн замен ют режимом сто чих акустических волн. Это позвол ет в просмотровом объеме теневого прибора создавать неподвижные эталон ные плотностные неоднородности, интенсивность которых во времени измен етс по гармоническому закону. На фиг. 1 представлено устройство дл реализации предлагаемого способа в широкопольном теневом приборе; на фиг. 2 - то же, в узкополыном ,- на фиг. 3 и - временные диаграммы , по сн ющие работу устройств Широкопольный теневой прибор содержит источник 1 света, конденсорную линзу 2 , диафрагму 3, передающий и приемный 5 объективы, нрж 6 Фуко, объектив 7 фото (кино) - каMepbf и фоточувствительный материал 8 Устройство содержит также элементы воспроизведени эталонных плотностных неоднородностей в виде излучател 9 упругих колебаний (динамика или пьезошайбы), резонансной трубы 10 с оптическими окнами 11 и звукоотражающего поршн 12, выполненного с возможностью перемещени вдоль резонансной трубы 10. Устройство, показанное на фиг. 2, содержит узкопольный теневой прибор , выполненный в виде лазера 13 приемного объектива И, ножа 15 Фуко и фотоприемника 16, а также элементы 9-12. Устройство работает следующим образом . Включают излучатель 9 упругих колебаний (динамик или пьезошайбу), создают в просмотовом поле теневого прибора бегущее поле (фиг. 3) эталонных неоднородностей плотности (показател преломлени ). Перемеща поршень 12, настраивают резонансную трубу 10 в резонанс с излучателем упругих колебаний. Момент резонанса сопровождаетс резким увеличением амплитуды упругих колебаний и образование сто чей акустической волны {фиr.) Плавным перемещением поршн устанавливают пучности сто чей волны 17 (фиг. Ц} в требуемые области просмотрового объема теневого прибора дл определени относительной чувствительности этих точек. Дл чего фотографируют плотностные неоднородности на пленку и фотометрируют полученное теневое изображение эталонных неоднородностей . В узкопольном теневом приборе (фиг. 2) одну из пучностей сто чей волны перемещают в зону лазерного луча 18 и по фототоку фотоприемника 16 провод т исследование метрологических характеристик прибора его чувствительность, динамические характеристики, линейность, рабочий диапазон, как это делаетс согласно известному способу. При этом полученные характеристики вл ютс значительно более точными, ПОСКОЛЬКУ однородность пол в пучности сто чей волны максимальна. Кроме того, предлагаемый свособ позвол ет проводить испытани более широкого класса теневых приборов, поскольку интенсивность акустического пол в сто чих волнах за счет резонанса на пор док выше чем в бегущих .A disadvantage of the known method is a relatively narrow field of application, due to the fact that in rfpocMOTpoBOM volume of a shadow device a field of elastic oscillations running at sound speed is obtained, and it is inconvenient to work with it to study the metrological and logical characteristics of a shadow device. it did not turn out to be blurred; correspondingly, high-speed shutters and pulsed light sources with a duration of no more than 1 µs are required for matching. In a known way, it is impossible at various points in a shadow device to simultaneously create reference density inhomogeneities of one particular level to determine the relative sensitivity of the device at these points. 396 Additionally; large errors are obtained in the study of narrow-band shadow devices with photoelec. tric registration of the output signal, requiring the presence of a uniform density field over the cross section of the beam in the study of the sensitivity of the instruments. The known method requires high-power emitters of ultrasound, which limits its use by testing devices with increased sensitivity. The purpose of the invention is to expand the scope of application of the method. The goal is achieved in that according to the method of creating standard density inhomogeneities, in which excitation field of ultrasonic oscillations in the viewing volume of devices, applying to the emitter of ultrasonic oscillations an amplitude modulated high frequency carrier voltage, whose frequency changes are based on the requirements for parameters of any inhomogeneities based on the known relationship between the values of ednih and values of the amplitude modulated voltage, the field of ultrasonic oscillations ofpazhayut to radiative Tieliu via a reflecting element and create a movement of the latter mode of standing oscillations in the viewing shadow volume device with the location of the antinode of standing wave in a predetermined area of this volume. Thus, the mode of traveling acoustic waves is replaced by the mode of standing acoustic waves. This allows, in the viewing volume of the shadow instrument, to create fixed reference density inhomogeneities, whose intensity varies in time according to a harmonic law. FIG. 1 shows a device for implementing the proposed method in a wide-field shadow device; in fig. 2 - the same, in narrowband, - in FIG. 3 and - timing diagrams for devices operation operation. The wide-field shadow device contains a source of light 1, a condenser lens 2, a diaphragm 3, a transmitting and receiving 5 lenses, a foucault 6, a lens 7 photo (film) - Membbf and a photosensitive material 8 The device contains also elements of reproduction of reference density inhomogeneities in the form of a radiator 9 of elastic oscillations (dynamics or piezo-washers), a resonant tube 10 with optical windows 11 and a sound-reflecting piston 12, made with the possibility of moving along a resonant fr loss 10. The device shown in FIG. 2, contains a narrowed shadow device made in the form of a laser 13 of the receiving lens I, a Foucault knife 15 and a photodetector 16, as well as elements 9-12. The device works as follows. The emitter 9 of elastic oscillations is turned on (a loudspeaker or a piezo-washer), and in the viewing field of a shadow device a running field (FIG. 3) is created of standard density inhomogeneities (refractive index). Moving the piston 12, adjust the resonant tube 10 into a resonance with an emitter of elastic oscillations. The resonance moment is accompanied by a sharp increase in the amplitude of the elastic oscillations and the formation of a standing acoustic wave {fi.) By smoothly moving the piston, the antinodes of the standing wave 17 are set (Fig. D} to the required viewing volume of the shadow device to determine the relative sensitivity of these points. irregularities on the film and photometrize the obtained shadow image of the reference inhomogeneities. In the narrow-field shadow device (Fig. 2) I move one of the antinodes of the standing wave t into the area of the laser beam 18 and the photocurrent of the photodetector 16, the sensitivity of the instrument, dynamic characteristics, linearity, operating range, as done according to a known method, are investigated. At the same time, the obtained characteristics are much more accurate, because homogeneity of the field in the antinodes maximum wavelength. In addition, the proposed method allows testing of a wider class of shadow devices, since the intensity of the acoustic field is 100 x waves due to resonance order of magnitude higher than the traveling.
Способ не требует дл своей реализации дорогосто щих фотографиических затворов и позвол ет определ ть относйтельнуюичувствитальность различных точек широкопольного теме вого прибора.The method does not require expensive photographic shutters for its implementation and allows determining the relative sensitivity of various points of a wide-field subject instrument.