УСТРОЙСТВО ОСТАНОВКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к оптическим средствам бесконтактных измерений параметров потока на поверхности, а также формы поверхности вращающихся объектов.
Обычно для оптической регистрации быстро движущегося (вращающегося) объекта (поверхности объекта) используют короткую экспозицию и импульсное освещение. Этот способ позволяет получить результат при регистрации объекта в отраженном свете. Уменьшение экспозиции компенсируется увеличением мощности источника света. Если объект излучает свет сам (тепловое свечение, люминесценция), то уменьшение экспозиции неизбежно приведет к уменьшению собираемого света и потери точности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является установка фоторегистратора непосредственно на вращающемся объекте, например, на коке вертолетного винта при исследовании движения лопасти [Bosnykov S., Coulech V., Fonov S., Morozov A., Moskalik V., Moskalik L., Mosharov V., Orlov A., Radchenko V., Tarasov N., "Blade Deformation and PSP Measurements on the Large Scale Rotor by Video metric System", in ICIASF'97 Record, Pacific Grove, CA, 1997, pp. 94-104.]. В известном техническом решении фоторегистратор (видеокамера) с приемным объективом направлен своей оптической осью на исследуемую поверхность и вращается вместе с ней. Питание фоторегистратора и снятие информации осуществляется с помощью специального устройства-токосъемника.
Данное техническое решение не может быть реализовано в целом ряде случаев из-за размеров фоторегистратора и сопутствующей аппаратуры (источника питания, накопителя информации, устройства синхронизации и т.д.). Кроме того, выбор ракурса наблюдения вращающегося объекта в таком устройстве ограничен.
Задачей и техническим результатом полезной модели является разработка устройства остановки изображения вращающегося объекта, позволяющего повысить точность оптических измерений на поверхности вращающегося объекта за счет увеличения экспозиции вращающегося объекта, достигающей половины периода его вращения. И как следствие, возможность измерять на вращающемся объекте, например, на лопасти вертолетного винта распределение температуры методом тепловидения, распределение давления методом люминесцентных преобразователей давления и осуществлять поверхностную визуализацию течения (метод минишелковинок и масла).
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве остановки изображения вращающегося объекта, включающем фоторегистратор с приемным объективом, дополнительно установлено вращающееся зеркало, причем ось вращения зеркала соосна с вращающимся объектом, а угловая скорость вращения равна половине угловой скорости вращения объекта, оптическая ось фоторегистратора направлена на исследуемый объект через вращающееся зеркало, для передачи вращения от объекта к зеркалу оно содержит сельсин-датчик и сельсин-приемник, а для уменьшения скорости вращения зеркала в два раза - механический редуктор.
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства остановки изображения вращающегося объекта, в данном случае модели лопасти несущего винта вертолета.
На фиг. 2 приведена фотография предлагаемого устройства.
Устройство остановки изображения вращающегося объекта (фиг. 1) содержит: фоторегистратор (ПЗС камера) 1 с объективом 2; вращающееся зеркало 3, установленное соосно с осью исследуемого объекта (лопасть вертолетного винта) 4; привод 5, вращающий винт; механический редуктор 6, уменьшающий скорость вращения зеркала в два раза; сельсин-датчик 7 присоединенный к выходу редуктора и сельсин-приемнику 8. Вращающееся зеркало 3 закреплено на оси сельсин-приемника 8.
Привод вращает вертолетный винт и через механический редуктор, уменьшающий обороты в два раза, вращает ось сельсин-датчика. Сельсин-датчик соединен с сельсин-приемником, на оси которого закреплено вращающееся зеркало. Это обеспечивает совпадение фаз вращения выхода редуктора и зеркала. Регистрация изображения модели лопасти осуществляется, через вращающееся зеркало, что и останавливает движение изображения лопасти на ПЗС-матрице камеры. Для полной остановки вращения изображения лопасти, оси вращения винта и зеркала должны совпадать.
Заявляемое техническое решение было опробовано в аэродинамической трубе при исследовании обтекания лопасти вертолетного винта и показало свою работоспособность.