Для уменьшения влияния собственного излучения плазмы применяют специальные оптические устройства. На рисунке 4.10-11.13 приведена принципиальная схема установки для определения концентрации и температуры электронов плазмы методом томсоновского рассеяния излучения мощного рубинового лазера.
4.10-11.8. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов.
4.10-11.8.1. Аппаратура для высокоскоростной съемки.
Высокоскоростная фотографическая регистрация принадлежит к числу современных эффективных методов научного исследования быстропротекающих процессов: аэро - газо - и гидродинамических явлений горения, взрывов, плазменных течений и т. п.
Методы высокоскоростной фотографической регистрации весьма разнообразны и основаны на применении специальной аппаратуры. Имеется две группы таких приборов:
Ø киносъемочные аппараты с прерывистым движением пленки, которые осуществляют покадровую съемку,
Ø аппараты, осуществляющие непрерывную фотографическую регистрацию вырезанного узкой щелью изображения объекта.
Максимальная частота съемки специальными киносъемочными аппаратами с прерывистым движением пленки составляет 1000 кадр/с. Более широкими возможностями обладают фоторегистраторы, которые обеспечивают фотографическую регистрацию быстропротекающих процессов с помощью щелевой развертки. Различают фоторегистраторы с неподвижной или движущейся пленкой.
В высокоскоростных фоторегистраторах с неподвижной пленкой используются две системы зеркальной развертки: с плоским зеркалом или зеркальным барабаном, которые вращаются с большой скоростью. Система с плоским зеркалом имеет ограниченный рабочий угол и требует синхронизации начала развития изучаемого явления с началом фотографической регистрации. Система с многогранным зеркальным барабаном, или ждущая система, практически всегда создает изображение изучаемого явления, и фотографическая регистрация может быть произведена в любой момент времени (рисунок 4.10-11.14.).
4.10-11.8.2. Оптические методы исследования быстропротекающих процессов.
В качестве примера, иллюстрирующего возможности использования высокоскоростной регистрирующей аппаратуры в научных исследованиях плазменных ЭРД, можно указать на изучение процессов зажигания и формирования электрического разряда. Обработка снятого фильма позволяет получить наглядное представление о развитии процесса пробоя, "начальной нестабильности дуги, движениях катодного пятна и т. п.
Наиболее полное представление о структуре самосветящихся газовых и плазменных сред можно получить, применив методы цветной киносъемки, а также стереоскопическую съемку. Существенным преимуществом цветной киносъемки является то, что она позволяет выделить детали структуры, которые при съемке на черно-белых светочувствительных материалах обычно теряются. В отдельных случаях целесообразно применять специальные типы черно-белых светочувствительных материалов, очувствленных к определенным зонам спектра (например, к ближней инфракрасной области и т. д.).
Оптические методы измерения скоростей высокотемпературных газовых (плазменных) потоков широко применяются в экспериментальных исследованиях. Если поток сверхзвуковой, то для определения его скорости используют угол волны Маха, которую получают, внося в поток какое-либо препятствие. Если поток дозвуковой, то для определения скорости следует воспользоваться светящимися оптическими неоднородностями, которые имеются в самом потоке или которые необходимо искусственно создать.
Один из методов использования уже имеющихся неоднородностей заключается в следующем. Оптическую ось высокоскоростного фоторегистратора (работающего в режиме развертки) располагают перпендикулярно к направлению движения потока. При этом если газовый поток движется горизонтально, то оптическое изображение (или пленка) перемещается вертикально. В результате на светочувствительном материале будут зарегистрированы «треки». Зная скорость движения пленки (или изображения), масштаб и определив по изображению угол между направлением «трека» и движением пленки, находят скорость потока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.