多用途的陰影、 紋影儀
紋影儀（schlieren system）是2005年公布的航天科學技術名詞。
在工程熱物理和流體力學領域中 , 應用光學顯示技術研究氣流的速度場、濃度場、溫度場是很重要的 , 其中使用普遍的是紋影、 陰影系統 。
基本原理及改進設計思想
紋影法是用刀口切割光源象。 如圖 , 由光源發出的一束平行光線 , 在通過氣流密度不均 勻的測試段時 , 光線發生偏轉如圖中虛線所示 , 位于焦點 處的刀口切 割光源象的程度與流場的折射率梯度有關 , 這樣 , 由屏上的光強分布與流場中光析射率一階導數的關系 , 求出流場的密度分布 。
若用金屬刀口 , 則在光屏上顯示光強 的明暗分布。 若用一種彩色濾光片取代金屬刀口 , 則在屏上呈現出色彩分明的圖 象 。 由于人眼對彩色的分辨率 比光強明暗反差更敏感 , 這樣就更有利于實驗觀察和定性分析。
我們的改進對象是一臺全機固定的黑白紋影儀 , 只能作豎直方向的切割 , 使用很不方便 , 而且利用率低 。 為了使它使用靈活 , 更適合于多方面的實驗分析 , 我們使用了“ 盒"式的結構—導軌。
導軌整體的外形如圖 , 操縱手輪帶 動刀口在左右方向上有微小移動 , 使刀口邊緣正切于焦點上 。兩個槽片夾住刀口如圖 , 槽片上下兩端形成凹槽加工要求 很光滑 , 與導軌上的凸臺相嵌合, 并能靈活地滑動 。
槽片之間 , 可以裝上金屬刀口 , 仍舊可作為黑白紋影儀 , 裝上彩色濾光片成為彩色紋影儀 , 也可以裝上棱鏡 , 制成紋影干涉儀 , 亦可做激光紋影儀等等 。
當我們想進行某個實驗時 , 只需取用相應的導軌 , 播入前套筒如圖的長方形孔中 , 調節觀測即可 。
經這一 改進 , 該儀器用途增多 , 使用更簡便 , 應用更廣泛 , 給教學與實驗研究帶來不少方便 。
紋形儀的使用與調節以彩色紋影調節為例
先將光源狹縫寬度調節到略窄于彩色濾光 片中心蘭色窄條的寬度 。 然后取裝有彩色濾光片的導軌插入前套筒 , 同時轉動前套筒 , 使光屏上全部都為蘭色 , 表明濾光片蘭色窄條與狹縫平行 , 用螺釘 將前套筒和導軌鎖 緊 , 儀器調節好 , 可以進行觀察 。
轉動前套簡 , 相應改變狹縫方向 , 可以在任意方向進行切割 。 作黑白紋影時 , 轉動手輪 , 可以調節刀口切割的程度。 除去刀口 , 即成陰影儀 。
對于青銅多孔性材料 模擬液滴燃燒的測試方法研究及初步實驗
研究燃燒對有效地利用能源 , 具有重要的意義 。 本文針難利用青銅多孔性材料模擬液滴燃燒的側試方法進行了初步的探討和實驗分析。
現階段 , 在熱物理領域內, 從測試技術上講 , 對于 同時測定熱質 兩種參數 , 尚無完善的方法 。 熱電偶測溫與氣相色譜分析濃度同屬于接觸式方法 , 因而干擾誤差較大。
光學方法 (Mach-Zehnder干 涉 儀)雖無 干 擾 , 但只能測得一種參數 。有人提出用雙波長干涉法解決兩種參數測量問題 。 但由于設備限制及方程獨立性問題 , 此法也難以奏效 。
為了有效地測量本模型中的溫度場與濃度場 , 我們提出了三個基本方案 , 并對方案進行了理論分析 , 且利用現有的實驗手段對方案進行了初步實驗論證 。
基本原理
一 光學 Mach-Zehnder一 干涉法
對于氣體介質 , 其 溫度 、 壓力、 濃度 、 馬赫數等狀態參數與密度有確切的關系 。 而氣體折射率又是密度的函數 。 因而 , 將 一束光分成兩束后 , 分別通過擾動區與未擾動區 , 這樣就會產生光程差 , 相聚后產生干涉條紋。
以上相關專業學術轉載
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