УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Полезная модель относится к технике измерений в газо- и аэрогидродинамике и может применяться для визуализации и определения параметров газовых неоднородностей в лабораторных и производственных условиях. Цель создания полезной модели - расширение эксплуатационных возможностей интерференционных измерений на теневом приборе марки ИАБ-453, обеспечение большего удобства в обращении, настройке и обслуживании прибора, снижение стоимости (по сравнению с интерферометром Маха - Цендера) посредством упрощения конструкции.
Известны устройства для визуализации и измерения параметров газовых неоднородностей интерференционными и теневыми методами. Интерференционные методы исследования газовых неоднородностей предпочтительнее теневых. Вместе с тем классические интерферометры типа прибора Маха - Цендера конструктивно сложны и дороже теневых, из-за чего менее распространены [А.Ф.Белозеров, В.А.Комиссарук, В.И.Яничкин. Устройства для переоборудования теневого прибора в интерферометр сдвига. В кн.: Исследование пространственных газодинамических течений на основе оптических методов, вып. 1301. - М.: Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1971. - с.145].
Известно также, что теневые приборы могут быть переоборудованы для интерференционных измерений, посредством установки вместо
визуализирующей диафрагмы светоделителей, создающих интерференционную картину неоднородности, в виде дифракционных решеток, призм (Волластона) или зеркал [А.Ф.Белозеров, В.А.Комиссарук, В.И.Яничкин. Устройства для переоборудования теневого прибора в интерферометр сдвига. В кн.: Исследование пространственных газодинамических течений на основе оптических методов, вып. 1301. - М.: Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1971. - с.146-154].
Известен теневой прибор ИАБ-453, в конструкции которого предусмотрена возможность установки для работы по ряду прикладных методик вместо визуализирующих диафрагм светоделителя в виде дифракционной решетки, которая превращает теневой прибор в сдвиговый интерферометр с постоянным сдвигом волновых фронтов [Л.А.Васильев. Теневые методы. - М.: Наука, 1968. - с.165].
Однако дифракционная решетка преобразует фронт световой волны, прошедшей через неоднородность, на множество волновых фронтов, из которых используются волновые фронты только нулевого и первого порядков. Световые пучки других порядков не используются, вследствие чего теряется яркость полезной интерференционной картины. Недостатками также являются уменьшение рабочего поля интерферометра до половины и невозможность регулирования направления сдвига, направления полос [А.Ф.Белозеров, В.А.Комиссарук, В.И.Яничкин. Устройства для переоборудования теневого прибора в интерферометр сдвига. В кн.: Исследование пространственных газодинамических течений на основе оптических методов, вып. 1301. - М.: Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1971. - с.156]. Это усложняет настройку
интерферометра, обращение с ним и обработку полученных результатов, а возможность выхода из строя дифракционных решеток снижает надежность эксплуатации теневого прибора, переоборудованного в интерферометр сдвига.
Для снижения стоимости (по сравнению с интерферометром Маха -Цендера), с целью расширения эксплуатационных возможностей интерференционных измерений на теневом приборе ИАБ-453 и удобства в регулировании направления сдвига, направления полос, обращении, настройке и обслуживании посредством упрощения конструкции, устройство для визуализации и интерференционных измерений параметров неоднородных газовых потоков, представляющее теневой прибор марки ИАБ-453, включающий источник света, линзы конденсора, осветительную щель, объективы коллиматора и приемной части, визуализирующую диафрагму, объективы для фотосъемки и визуального наблюдения, в конструкции которого предусмотрена возможность установки вместо визуализирующей диафрагмы светоделителя в виде дифракционной решетки, оборудуется светоделителем в виде интерференционной приставки бокового сдвига с переменным сдвигом волнового фронта, состоящей из двух полупрозрачных светоделительных и двух отражающих зеркал.
В качестве светоделителя может быть установлена также интерференционная приставка в виде учебного прибора ЭДИ-474 для демонстрации волновых свойств света на базе диапроектора ЛЭТИ-60-М2, ТУ 3-3.1348-91.
Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1.
Устройство для визуализации и интерференционных измерений параметров газовых неоднородностей содержит: источник света 1; линзы
конденсора 2, 3; осветительную щель 4; объектив коллиматора 5; объектив приемной части 6; полупрозрачные светоделительные зеркала 7, 8; отражающие зеркала 9, 10; объектив для фотосъемки 11; объектив для визуального наблюдения 12.
Устройство работает следующим образом. Источник света 1 линзами 2, 3 конденсора проектируется в плоскость осветительной щели 4, находящейся в фокальной плоскости объектива коллиматора 5 теневого прибора. Параллельный пучок света просвечивает пространство предметов О, где размещается газовая неоднородность. Далее прошедший через нее пучок света попадает в полупрозрачное светоделительное зеркало 7 и собирается за ним объективом 6 приемной части теневого прибора в фокальной плоскости F, где установлено отражающее зеркало 10. Светоделительным зеркалом 7 пучок делится на две части, одна из которых собирается на отражающем зеркале 10, другая - на отражающем зеркале 9. После отражения от зеркал расходящиеся пучки света соединяются на полупрозрачном светоделительном зеркале 8. Таким образом, фронт световой волны, прошедшей через неоднородность, делится сначала на два когерентных волновых фронта, дающих затем в приемной плоскости интерференционную картину неоднородности. Объективом 11 интерференционная картина проектируется в плоскость фотокадра Р, а объективом 12 пучок света направляется в плоскость визуального наблюдения V (глаз наблюдателя). Величины и направления сдвигов интерферирующих волновых фронтов легко изменяются поворотом зеркала 10. Ширину и направление интерференционных полос меняют совместным наклоном пары зеркал 8 и 9.