11.1  ZAŘÍZENÍ PRO STÍNOVOU METODU

Stínogramy lze získat pomocí různých zařízení. Měřený objekt se vhodným způsobem prosvětluje a za měřený objekt se vkládá stínítko či jiný prvek pro záznam obrazu. Pro výzkum pomocí stínové metody se nejčastěji používá paralelní svazek paprsků, nebo také rozbíhavý svazek paprsků, a to z bodového zdroje.

Princip vizualizace kontur pomocí stínové metody si můžeme nejlépe objasnit na schématu zařízení s paralelním svazkem paprsků, viz obr. 11-1. Pomocí laseru LA a čoček C1 a C2 je vytvořen paralelní světelný svazek s rovinnou vlnoplochou, který prochází v daném případě měřicím prostorem M s tepelnou mezní vrstvou T = f(y) (označenou čárkovaně) vznikající konvekcí okolo vyhřívané desky o délce L. Svazek paralelních světelných paprsků se při průchodu nehomogenitou n = f(y) v měřicím prostoru zakřivuje. V daném případě se jedná o průchod tepelnou mezní vrstvou T = f(y) při konstantním tlaku v měřicím prostoru. Na stínítku S umístěném ve vzdálenosti Z od středu desky vzniknou pak v důsledku kumulace zakřivených světelných paprsků okolo geometrického stínu desky Y0 dvě světelné kontury Y1 a Y2, což jsou oblasti s relativně větší intenzitou osvětlení.

 

Obr. 11-1 Schéma zařízení pro stínovou metodu (LA laser, C čočky, M měřicí prostor o délce L, Z vzdálenost stínítka od středu měřicího prostoru, S stínítko, n = f(y) rozložení indexu lomu v optické nehomogenitě, T = f(y) rozložení teplot v tepelné mezní vrstvě o tloušťce d)

Zařízení pro stínovou metodu z obr. 11-1 může pracovat též s rozbíhajícím se světelným svazkem, a to bez čočky C2. Místo laseru LA lze použít také jiné světelné zdroje, jakými jsou vysokotlaké rtuťové výbojky, jiskrové výboje získané vybitím kondenzátoru, obloukovky, žárovky apod., které nepotřebují čočku C1. Při použití laserových zdrojů vzniká na stínogramu parazitní interference od znečištění zrcadel v laseru, která se v dané sestavě odstraňuje clonkou za čočkou C1 (prostorovým filtrem). Interference na stínogramu však může vznikat i mezi zakřivenými světelnými paprsky navzájem, čímž dochází k jevu, který lze u stínové metody považovat za parazitní. Zařízení pro stínovou metodu nemusí používat zobrazovací objektiv. V případě jeho použití (např. při transformaci stínogramu na malou plochu kinofilmu či CCD snímače) musí být zaostřen na rovinu, v níž se v sestavě nachází stínítko. Podrobnější informace o stínové metodě nalezneme např. v lit. [2-3], [2-4], [2-8], [2-15] a [2-16].