Способ определения скорости частицы

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить .эксплуатационные возможности Движущуюся частицу конечных размеров фотографируют с экспозицией, заведомо большей времени необходимого для смещения частицы на свой диаметр в проекции на плоскость, перпендикулярной направлению наблюдения. При фотометрировании преобразуют плотность почернения вдоль осевой линии траектории на фотоматериале в яркость свечения частицы H(L) а поперек оси траектории - в яркость свечения H(R). Определяют максимальную яркость свечения , начало и ширину траектории. Истинная длина трека при произвольном уровне сечеиия Ко складывается из длины трека по выбранному уровню и расстояния от начала трека до точS ки начала отсчета длины трека. Выбор величины уровня К в диапазоне 0,1 ,9 обусловлен Исключением неоднозначности в определении траектории , ее начала и ширины из-за неоднородности почернений фотоматериала при малых уровнях яркости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 Р 3/36 фн)с / .w p> !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11 н аВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСтВУ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748636/24-10 (22) 01. 06.84 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР (72) В.И.Коротеев и В.Л.Лагода (53) 532.574(088.8) (56) Ильинский В.И. Бесконтактное измерение расходов. M.: Энергия,1970, с. 28-51.

Печенкин M.Â. К вопросу о методике экспериментального изучения турбулентных потоков методом кинофотосьемки. — Сб. докладов по гидротехнике. Всесоюзный институт гидротехники. Вып.4, M. — Ë.: 1962, с.265-273. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ЧАСТИЦЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить, эксплуатационные воэмоиности. Двикущуюся.частицу конечных размеров фото„.Я0. 12 7256 Al графируют с экспозицией, заведомо большей времени необходимого для смещения частицы на свой диаметр в проекции на плоскость, перпендикулярной направлению наблюдения. При фотометрировании преобразуют плотность почернения вдоль осевой линии траектории на фотоматериале в яркость свечения частицы Н(Ь) а поперек оси траектории — в яркость свечения Н(К).

Определяют максимальную яркость свечения, начало и ширину траектории.

Истинная длина трека при произвольном уровне сечения К0 складывается из длины трека по выбранному уровню и расстояния от начала трека до точки начала отсчета длины трека. Выбор величины уровня К в диапазоне

О, 1 4 К 4 0,9 обусловлен исключением неоднозначности в определении траектории, ее начала.и ширины иэ-за неоднородности почернений фотоматериала при малых уровнях яркости. 1 ил.

1 126

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скоростей частиц, в

ТоМ числе в газо- гидродинамических средах.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей. . На чертеже представлена денситограмма трека частицы.

Способ осуществляется следующим образом, фотографируют движущуюся частицу конечных размеров с экспозицией,ве.личину которой выбирают заведомо большей времени, необходимого для

t.... смещения частицы на свой диаметр в проекции на плоскость, перпендикулярной направлению. наблюдения. В та- ком случае видимая длина трека по продольной оси составляет более двух диаметров частицы, а длины фронта трека и его спада равны диаметру частицы независимо от скорости частицы.

Совпадение длин фронта и спада кривой почернения трека на фотографии и равенство их диаметру частицы связано с эффектом накопления свето" ваго потока от многих точек частицы при ее движении в одной точке фотоматериала, так как из-за конечных размеров частицы ее изображение проектируется одновременно на множество точек. фотоматериала и на каждый разрешаемый элемент его, расположенный в пределах участка изображения частицы, последовательно поступает световой поток от точек частицы, расположенных вдоль проекции направления ее движения на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения.

Самой яркой точкой фронта на фотографии траектории частицы является ее крайняя точка, лежащая на внутреннем конце диаметра, расположенного вдоль направления движения, поскольку в эту точку иэображения частицы на фотоматериале поступает световой поток со всех точек диаметра частицы при ее движении, т.е. при смещении ее изображения на фотоматериале. Указанная точка образует наиболее яркую осевую линию траектории движения частицы.

В соответствии с кривой почернения фотоматериала преобразуют плотность цочернения вдоль осевой линии траектории на фотоматериале в яркость свечения частицы H(L) вдоль7256 з

30 центра фронта.

Середина фронта (по уровню Н,/2) совпадает с точкой, отстоящей от начала фронта на расстоянии Е, /2 только в том случае, когда интегрирование по пределу Е, в выражении (1) осуществляется во всем диапазоне значений от 0 до К,,т.е. когда частица перемещается на расстояние, не меньшее ее собственного диаметра К .

В таком случае расстояние перемещения частицы в точности равно длине трека, измеренной по уровню к, = 0,5, т.е. на полувысоте трека, так как, 4 например, смещение частицы на расстояние, равное ее собственному диаметру, приводит к длине трека, равной двум диаметрам по уровню к, = 0,1 при ширине трека на полувысоте, равной диаметру частицы.

Поэтому длительность экспозиции при фотографировании частицы выбирают заведомо большей времени, необходимого частице для смещения на расИ стояние, равное ее собственному диа метру.

Для определения истинной длины трека при произвольном выборе уровня сечения к в диапазоне значений

25 направления L, а поперек оси траектории — в яркость свечения Н(К), и определяют максимальную яркость свечения Н,, а также начало траектории и ширину траектории R по уровню

0,1 Н,.

Зависимость Н(К) определяет яркость свечения частицы в направлении ее диаметра и симметрична относительно центра частицы. Значение R определяет видимый диаметр частицы.

Профиль фронта траектории частицы определяется выражением

1 н(к,) = -„- f н (R. — R) dR, (1) о о где Š— расстояние от начала фронта до выбранной точки фронта.

В силу симметрии зависимости 1(R) профиль фронта симметричен относительно значения Е = R, /2, в котором в соответствии с (1) значение

H(R,) /2 = Н, /2, т.е. независимо от конкретного вида зависимости Н(К), определяемой характером отражения света поверхностью частицы, середина фронта по уровню 0,5 Н всегда находится на расстоянии R,/2 от начала фронта, а кривая светнмости Н(Е) ) во фронте симметрична относительно

1267256 4 почернений фотоматериала при больших уровнях яркости.

L„+ 21„— Ro (2) 1 = 1.„ + 21„ - К О

Ky He

0 18у

Составитель Ю.Власов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор Т.Митейко

Заказ 5764/39 Тираж 778 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская араб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная,4

0,1 К < 0,9 определяют длину трека

1.„ по выбранному уровню к и расстояние от начала трека до точки начала отсчета 1„ длины трека по уровню L„.

Истинную длину трека определяют из соотношения

Значения яркости свечения частицы Н(1.), вдоль оси трека приведено на чертеже в координатах яркость—

Н и длина — L Длина трека, численно равная длине трека L - по уровню к = 0 5, легко определяется по формуле (2) после измерения длины трека L„ no уровню 0,1 < к 0,9 и расстояния 1„ от начала трека до точки начала отсчета длины трека по выбранному уровню к

Ограничение величины уровня к, значениями О, 1 < К 0,9 выбрано для исключения неоднозначности в определении траектории, ее начала и ширины из-за неоднородности почернений фотоматериала при малых уровнях яркости, а также из-за пологости кривых формула изобретения

Способ определения скорости частицы путем ее фотографирования с известной экспозицией и фотометрирования полученного при фотографировании иэображения трека частицы вдоль продольной оси с последующим определением длины трека L„ no уровню К Н где К, — численный коэффициент в пределах О, 1 < K,<0,9, а Н вЂ” максимальная яркость трека, и определения скорости как отношения длины трека к длительности экспозиции, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей, дополнительно фотометрируют трек поперек оси, определяют ширину трека

К, и его начальную часть 1„ для значений коэффициента К в пределах значений К, а длину трека определяют иэ соотношения