Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11667
.pdf
пересечения лучей в центре объектива 48. Объектив 49 в сочетании с отражающим элементом 85, описанным
ниже, рассматривает под углом область 51, 37, 36, 15, рисунок 9, ось обзора пересекает На плоскости 28 из-за
расположения отражающего элемента на объективе 49, который не показан на рисунке 8, происходит
дополнительное переворачивание изображения в дополнение к тому, которое вводится объективом, в
плоскости, содержащей линии 6, 28 на плане 9. В поперечном направлении, перпендикулярном этой линии,
переворачивания, вызванного расположением отражающего элемента, не происходит.
Положение отражающего элемента и, следовательно, результирующий эффект в этом направлении 100
определяется только объективом 49. По сравнению с центральным изображением, создаваемым объективом
48, в случае наклонного изображения происходит инверсия вдоль направления 6, 28, но не в поперечном
направлении 105. При таком расположении объективов и отражающих элементов, как описано, точка 52 на
плоскости, наблюдаемая через центральный объектив, не будет примыкать к точке 52, наблюдаемой через
наклонный объектив, и будет занимать положение, указанное на рисунке 8. Точка 54 центрального
изображения на плоскости 50 будет примыкать к точке 52 наклонного изображения. Относительные
положения центрального и наклонного изображений представлены на рисунке 10. Правильное соотношение
изображений корректируется позже с помощью специального выпрямительного аппарата, который не
является частью данного изобретения, но имеет сравнительно простую природу благодаря особому
расположению изображений камеры, получаемых в результате использования средств, являющихся
предметом данного изобретения.
На рисунке 11 показано расположение призм для получения желаемого переворота путем отражения. Ось 56
— это центральная ось камеры, на которой расположен центральный объектив 48 данной конкретной
конфигурации. Лучи 48, 57 и 48, 58 представляют собой крайние лучи, проходящие через центральный
объектив 48 из центральной области наблюдения. Луч 59 — это центральный луч из наклонной области,
который пересекает землю в точке 28 на рисунке 9. Проходя через поверхность 60, он преломляется вниз к
отражающей поверхности 61; затем он отражается к пропускающей поверхности 62, где преломляется вдоль
оси объектива 49, из которых показан только один, причем величина преломления на поверхности 62 равна и
противоположна величине преломления, создаваемого на поверхности 60. Краевые наклонные лучи
представлены линиями 63 и 64.
Лучи, входящие в призму и выходящие из нее, могут проходить перпендикулярно ее поверхностям, однако в
этом случае потребуется призма гораздо большего размера. Величина возможного преломления
определяется значением критического угла стекла для полного внутреннего отражения в зависимости от
наклона краевых лучей. Чем выше показатель преломления, тем больше может быть преломление и,
соответственно, тем меньше размер призмы.
Когда требуется призма наименьшего практически возможного размера, ее удобно изготавливать из прочного
плотного флинтового стекла с показателем преломления, скажем, 1,62.
Вместо призмы можно использовать одно отражающее зеркало, однако в этом случае требуемая длина
отражателя будет значительно больше, чем длина отражающей призменной поверхности 61.
Для того чтобы изображения могли быть правильно расположены относительно друг друга на пластине
камеры или пленке, желательно предусмотреть регулировки для боковых смещений и для вращательного
смещения каждого отдельного наклонного изображения. Для этой цели объективы, такие как 49 на рисунке 11,
могут быть установлены во фланцевом держателе 65, благодаря чему объектив может перемещаться в
плоскости, перпендикулярной его оптической оси относительно держателя 66, на котором могут быть
установлены все объективы. Дополнительная регулировка в плоскости пластины или пленки в радиальном
направлении к центру камеры или от него может быть достигнута путем соответствующего наклона
отражающей призмы или зеркала в плоскости, содержащей входной и выходной лучи. Вращение отдельного
наклонного изображения может быть достигнуто путем соответствующего вращения одиночной отражающей
призмы или зеркала в подходящей плоскости, а именно в плоскости, перпендикулярной отражающей
поверхности 61. Призма может быть снабжена боковыми выступами 67 и удерживаться на пластине 68 с
помощью зажимного элемента 69. Пластина 68 может быть Пластина 68, отрегулированная относительно
держателя 74, закрепленного на держателе объектива 66, может вставляться в круглое углубление, ось
центра которого проходит через точку пересечения направления невтянутого луча 59 и оси объектива, хотя
может быть использован любой другой подходящий центр, если незначительно увеличенный размер
используемой призмы не имеет значения.
Все призмы с однократным отражением могут быть установлены на одном и том же держателе 74,
относительно которого предусмотрена возможность регулировки.
Этот держатель может быть снят с держателя 66 для хранения призм или для очистки их поверхностей.
Если держатель 74 является съемным, может быть предусмотрен установочный ключ 70 для обеспечения
правильного относительного положения призменной системы относительно объективов. При желании
объективы также могут быть установлены на том же съемном держателе, на котором размещены отражающие
элементы.
Если прохождение лучей через грани призм нормальное, то точное позиционирование имеет второстепенное
значение, когда можно использовать призмы достаточно больших размеров; однако, когда происходит
преломление на поверхностях, требуется более точное позиционирование призменной системы.
Держатель 74 может быть закреплен с помощью стопорных гаек 71 и 72, которые могут упираться в кольцо с
пазом 73 для фиксации держателя 74 на держателе 66.
Дата: 25 июля 1932 года.
Дж. Альфред Брюэр, дипломированный патентный поверенный, Сент-Винсент-стрит, 58, Глазго,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в многообъективных камерах или связанные с ними усовершенствования.
Мы, компания BARR AND STROUD, LI Mi TED, британская компания, расположенная по адресу: Caxton Street,
Anniesland, Glasgow, W 3, и J Am ES WEIR FRENOH, британский подданный, проживающий по адресу
указанной компании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: 110 a 5565l O o. Данное
изобретение относится к многообъективным камерам, предназначенным для фотосъемки больших площадей,
например, земли, и включающим ряд объективов, адаптированных посредством соответствующим образом
расположенных отражающих призм для просмотра участков земли под углом относительно центральной оси
камеры и расположенных таким образом, чтобы получать изображения этих участков в общей фокальной
плоскости внутри камеры. Камеры такого типа в дальнейшем будут в целом называться многообъективными
камерами, описанными выше. Изобретение особенно подходит для аэрофотосъемки, и именно этому
применению будет посвящено дальнейшее описание.
Предложена многообъективная камера (см. спецификацию № 213001), в которой к каждому из объективов,
направленных на землю под углом (далее именуемых в целом объективами с наклонным обзором),
прикреплено плоское зеркало, на котором отражается только свет, проходящий к объективу. В описании этого
предложения указано, что это зеркало предназначено для включения призмы или другой формы отражающей
поверхности.
В многообъективных камерах, к которым относится данное изобретение, каждый из наклонных объективов
имеет связанную с ним призму, призму для каждого объектива, в которой свет, проходящий через призму и
попадающий на объектив, отражается только от одной поверхности, и согласно данному изобретению призмы
состоят из плотного стекла, например, плотного флинтового стекла с показателем преломления 1,62, и
расположение таково, что свет преломляется на выходной поверхности призмы на величину,
противоположную и приблизительно равную преломлению на входной поверхности, при этом входная и
выходная поверхности одинаково или приблизительно одинаково наклонены к отражающей поверхности, а
выходная поверхность призмы наклонена к оси ее объектива, причем наклон составляет 3° в сторону
отражающей поверхности.
Использование такой конструкции позволяет применять призмы относительно небольших размеров.
При необходимости могут быть предусмотрены средства для регулировки отражающей поверхности призмы и
объектива.
В камерах с несколькими объективами, подобных описанному типу, изображения на фотопластинке или
пленке, как правило, отделены друг от друга на расстояние, позволяющее использовать диафрагмы,
благодаря которым свет из одной области предотвращается от воздействия на соседние области. Может быть
использовано любое подходящее расположение диафрагм внутри камеры.
Изобретение будет описано со ссылкой на рисунки 1–10, прилагаемые к предварительной спецификации, и
рисунок 12, сопровождающий полную спецификацию, который является заменой рисунка 11 из
предварительной спецификации.
Рисунки 1 и 2 представляют собой пояснительные перспективные диаграммы.
На рисунках 3, 4, 5, 6 и 7 представлены схемы, показывающие в плане примеры участков земли 75,
охваченных камерой.
На рисунке 8 представлена схема, иллюстрирующая оптическое действие камеры в соответствии с данным
изобретением.
На рисунке 9 представлена схема, на которой в плане 80 показана территория, соответствующая рисунку 8.
Рисунок 10 представляет собой схему, показывающую расположение изображений в плоскости изображения
камеры и соответствующую рисункам 8 и 9. Рисунок 12 представляет собой вид сбоку, частично в разрезе,
иллюстрирующий один из примеров многообъективной камеры.
В камере с одним объективом, которая обычно используется, объектив А (см. рис. 1, рис. 90) формирует на
пленке или пластине камеры изображение 7, например, квадратной области 2, 3, 4, 5 с центром в точке 6.
В многоцелевой системе координат, представленной на рисунке 2, где для целей предварительного описания
предполагается, что все цели наложены друг на друга в точке А, покрываемая территория включает не только
центральный квадрат с центром в точке 6, но и четыре дополнительных угловых квадрата, таких как 3, 7, 8, 9,
с центром в точке 10, и четыре промежуточных прямоугольника, таких как 3, 9, 11, 4, с центром в точке 12.
Таким образом, общая площадь покрываемой территории 1-3, 8, 14, 15 значительно увеличивается, в
результате чего значительно снижается объем летных работ и связанных с ними расходов на
аэрофотосъемку. На практике цели не группируются в одной точке, а разделяются, как описано далее.
Количество объективов может быть задано в соответствии с конкретными требованиями. Например, четыре
объектива расположены таким образом, чтобы охватить наклонную поверхность земли, при этом площадь,
покрываемая каждым объективом, в данном случае представляет собой треугольник, например, 6, 8, 14, в
котором оптическая ось пересекает землю в точке 16. Такое расположение практически осуществимо только
тогда, когда общая площадь покрываемой поверхности сравнительно мала, поскольку полезное угловое поле
каждого объектива ограничено современным уровнем техники.
Данная конструкция имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что ошибки в центре 6
представляют собой суммарные ошибки четырех снимков, и эта центральная область, которая в
аэрофотосъемке имеет важное значение, может быть наихудшей по определению. Однако настоящее
изобретение применимо к такой конструкции, пересечение которой на земле лежит на промежуточных или
наклонных объективах, где на 16 угол, образованный в точке, не имеет центрального нормального объектива
или наклонных объективов на расстояниях, указанных на рисунках 4 и 3. Рисунки 4 и 3 показывают области
земли, такие как 16, 47, которые могут быть максимальными на 16, 47, что соответствует пятиобъективной
камере. Центральный объектив рассматривает промежуточный объект или может быть определен в общем
случае по земле и покрывает площадь 20, 21, характер местности, которую необходимо сфотографировать,
22, 23, которая может быть: круглой, см. рисунок 4, или которая может быть квадратной, см. рисунок 5.
частично плоский; или другой формы, которая может быть предпочтительнее. На рисунках 1 и 2 цели для 75
целей косого обзора охватывают четыре боковые области, такие как 8, 20, 21, 14, представленные так, как
если бы они были сгруппированы в одном положении; В оптической оси, пересекающей землю в точке 16, они
были бы разделены, как показано на рисунке 8, где показана центральная область. Рисунок 5 имеет
преимущество перед объективом нормального обзора 48 и одним наклонным объективом 80, рисунок 4, в том,
что объектив 49. Аберрации камеры в любой точке, скажем, линейной пленки, представлены в точке 50. Для
целей 20, 21 может быть одинаковым как для описания расположения земли в центральной области, так и для
наклонной области, показанной на рисунке 6, тогда как в расположении, рисунок 4, представленном на
рисунке 9, соответствующая линия разграничения является круговой, соответствующее расположение
изображений при этом условии не реализуется. Когда земля, которую необходимо сфотографировать,
представлена на рисунке 10, при использовании камеры с линейным объективом, расположенной
соответствующим образом, она может быть покрыта, и большая линейная камера может быть, как правило,
покрыта. В соответствии с данным изобретением, на рисунке 13 9 может использоваться ряд объективов, при
этом объектив 48 просматривает центральную область. На рисунках 6 и 7, например, показана область земли
в обычном режиме. Изображения на пластине камеры, соответствующие девяти объективам или пленке 50,
перевернуты относительно расположения. Соответствующая рисунку 6 область земли из-за пересечения
наклонных объективов расположена в рядах в центре объектива 48. Вокруг центрального объектива, который
объектив 49 в сочетании с просматривает области 32, 33, 34, 35, 36, 7, 38, отражающую призму, описанную
ниже. Эта область предпочтительно выполнена из восьмиугольных областей, расположенных под углом, по
вышеуказанной причине, рисунок 9, ось обзора пересекается, но может быть круглой или другой формы, если
земля находится в точке 28. Из-за 100 аберрации на линиях разграничения, возникающие при пересечении
отражающей призмы, пренебрежимо малы. Каждый наклонный объектив 49, отражающая призма которого не
является реверсивной, просматривает область, такую как 8, 32, 33, 40, указанные на рис. 8, дальнейшее
изменение точки 24, указывающей на пересечение изображения, в дополнение к тому, что в сторону
наклонной оси с землей. Для того, чтобы изображение, полученное объективом, создавалось в 105,
соответствует рис. 7, плоскость объективов, содержащая линии 6, 28 на рис. 9, расположена таким образом,
что центральный объектив просматривает квадратную область 20, 21, 22, 23 в обратном направлении,
перпендикулярном этой линии, имея ее центр в точке 6, в то время как четыре объектива не являются
реверсивными, возникающими в результате пересечения четырех угловых квадратов, таких как положение
отражающей призмы, и там 110 8, 41, 20, 42 Пересечение передней результирующей оси в этом направлении
с расположенной землей соответствует эффекту только объектива 49. Как указано в 43, и оставшиеся четыре
объекта по сравнению с центральным изображением позволяют рассматривать промежуточные
прямоугольники, создаваемые объективом 48. Существует O, например, 41, 44, 21, 20. Оптическая ось перед
в случае наклонного изображения a 115 пересекает землю в точке 45. Как и при обратном направлении вдоль
направления 6, 28, но ни один из 6 не будет обнаружен, что в поперечном направлении. При использовании
другого расположения объективов меньшей площади и отражающего общего определения призмы, как
описано, точка 52 на земле. Положения точек пересечения, рассматриваемых объективом 6, 120, наклонные
оси предпочтительно должны быть настолько смежными с точкой 52. так как аберрации в смежных точках
будут наблюдаться при косом обзоре объектива, но при этом количество изображений будет одинаковым;
например, на рисунке 8, как показано на рисунке 5, где 6 — межизображение на плоскости c th n Li 1, сечение
оси, проходящей через центральную смежную точку 52, т.е. co 125Объектив, угол, образованный на
изображении. Относительное положение центрального объектива относительно длины 6, 46, центрального и
косого изображений, на которые ссылаются, должно быть равно углу, образованному линией 46, 16 на косом
объекте. Для получения фотографии земли в масштабе 130 405,612 необходимо выпрямить косые
изображения и выходящие лучи. Для их соединения и правильного соотношения можно получить подходящее
вращение объектива. Для этой цели может использоваться фотографическая отражающая призма в
плоскости, перпендикулярной выпрямляющему аппарату известного типа. На рисунке 12 показано
расположение частей объекта 67 на двух его противоположных сторонах и выпрямляющих призм 48 и 49,
которые удерживаются в положении с помощью Ось 56 представляет собой центральные параллельные
зажимные планки 69, по одной на каждой оси камеры, с которой совпадает сторона призмы, которые
опираются на 75 оптическую ось центрального объектива, выступающие части 67 и удерживают их на 48. Лучи
57 и 58 представляют собой пластину 68 в требуемом положении. Крайние лучи к центральному объективу 48.
Пластина 68 закреплена и регулируется относительно центральной области наблюдения. Луч относительно
кольцевого держателя 74, установленного на 59, является центральным лучом, направленным под углом
держателем объектива 66. Вся область 80, которая пересекает землю в точке 28 на рисунке 9, удерживается
одним и тем же держателем. Входная поверхность 74, относительно которой производится регулировка, грань
60 и выходная поверхность 62 призмы P одинаково наклонены к держателю 66 для целей хранения призм.
Этот держатель может быть снят с держателя 66 для целей хранения призм. или очистка их 8 через входную
поверхность 60 поверхностей, а в качестве ключа для определения местоположения будет использоваться
призма, луч 59 преломляется вниз, предназначенная для обеспечения правильного положения относительно
отражающей поверхности 61; Затем определяется положение держателя 74 и призмы, отраженной на
выходную поверхность 62 системы относительно держателя объектива, где она преломляется вдоль оси 66.
При желании объективы также могут быть 90 наклонными объективами 49, которые могут размещаться только
на одном съемном держателе (один из них показан на рисунке), величина преломления на поверхности 62,
равной и противоположной по направлению к поверхности 62, удерживаемом держателем 74, закреплена на
объективе, что создает преломление на поверхности 60. Держатель 66 крепится к объективу с помощью
стопорных гаек 71 и 72, которые прижимаются к кольцу с пазом линиями 63 и 64. Величина возможного
преломления определяется значением 74 для держателя 66.
критического угла стекла для полного внутреннего отражения. Теперь, когда мы подробно описали природу
указанных нами отклонений краевых лучей и то, каким образом это делается в соответствии с изобретением,
мы заявляем, что то, что мы предлагаем, относится к плотному стеклу, и чем выше показатель преломления,
тем больше может быть преломление. 1. Многообъективная камера может быть изготовлена, и размер
призмы может быть определен таким образом, чтобы каждый из наклонных объективов был соответственно
уменьшен. Когда наименьший объектив связан с призмой, 105. Если желателен практический размер призмы,
то для каждого объектива может быть удобно изготовлена призма из прочного стекла с показателем
преломления, скажем, 1,62, характеризующаяся тем, что призмы являются композитными. 5. Для того чтобы
изображения могли быть скомпонованы из плотного стекла, и расположение 110 было правильно
расположено относительно На пластине камеры или пленке свет преломляется на одной поверхности
призмы, и желательно, чтобы регулировка производилась на величину, противоположную и приблизительно
равная преломлению на входе.
и вращательные смещения каждой поверхности, вход и выход Sn 141 отдельное наклонное изображение. Для
этого грани расположены одинаково или приблизительно с одинаковой целью, каждый объект наклонного
обзора одинаково наклонен к отражающей поверхности, tive 49 i установлен в фланцевом держателе 6 W t E
Face, который может быть отображен Dlaced in ? плоскость нормаль оси ее' o к оптической' оси объектива 49 с
расположением вниз" 'm t le iefiectiiig 120reference Io a ci tile objective camera aeeordwhich all the objectives are
mounted, _-w ' ui objective r acr
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_405613.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=405613&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB405613A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 26 июля 1932 г. № 21116/32 40613. Заявка принята: 26 января 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся Директивы об ограничении использования звуковых лучей.
1,
Г. Ронт Грин, Вашингтон Пирс, Про скорость распространения луча в корпусе, Гарвардский университет,
Кембридж, его среда 5 с Массачусетс, Соединенные Штаты Америки, В предпочтительном варианте
осуществления изобретения гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляет о природе
звуковых компонентов сверхзвукового луча, находящихся в кумулятивном взаимодействии с поперечными
колебаниями диазанического, настоящим изобретением и о том, каким образом это должно осуществляться,
должно быть подробно описано и установлено в и посредством. Изобретение будет теперь объяснено в
следующем заявлении в связи с прилагаемым чертежом. Настоящее изобретение относится к процессам, в
которых: передача и прием информации, Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение,
иллюстрирующее использование звуковых волн в качестве средства передачи информации,
иллюстрирующее принцип, лежащий в основе изобретения; 65 связь, и в частности, на фиг. 2 представлен
схематический вид аппарата и цепей для приема звукового луча, организованных и сконструированных таким
образом, чтобы обеспечить прямое взаимодействие между указанным звуковым лучом L и диафрагмой,
механически соединенной со звукопроводящей F. Фиг. 3 представляет собой еще один схематический вид
средней части изобретения. Термин «звук» будет использоваться далее в описании изобретения, включая
сверхзвуковые волны и виды упругих колебаний. Изобретение находит особое применение в сверхзвуковой
связи. Фиг. 6-2 представляют собой виды модификаций; Целью изобретения является создание новой и
улучшенной системы направленного излучателя в соответствии с изобретением, а также создание новой и
усовершенствованной диафрагмы для использования в соединительных устройствах. На фиг. 12 представлен
схематический вид 80-го варианта изобретения, демонстрирующего способность различать звуковой луч.
Другая цель — создание новой и улучшенной диафрагмы для использования в соединительных устройствах.
В соответствии с настоящим изобретением, линия 2 представляет собой диафрагму в форме пластины,
расположенной под углом θ к направлению входящего звукового сигнала (включая сверхзвуковые волны),
распространяющегося в направлении, указанном стрелкой 6. Обратимся к рис. 1. Пусть прямая линия 2
представляет собой диафрагму в форме 89, обеспечивающую способ направленного различения, скажем,
звукового луча, кумулятивно взаимодействующую между указанным звуковым лучом и диафрагмой 2 и
простирающуюся прямо к диафрагме, которая механически соединена со звукопроводящей средой. 90. В этой
диафрагме 2 расположена диафрагма, которая механически соединена с направлением звукового сигнала
(включая сверхзвуковые волны), распространяющегося в направлении, указанном стрелкой 6. Угол θ равен
скорости, имеющей компоненту в направлении волнового фронта, и скорости звукового луча 95. При
использовании этого метода для приема, На диаграмме звуковой луч выгодно расположен, что показано
волнистой линией 5, под таким углом к звуковому лучу, что точки высокого давления, обозначенные на
диаграмме 7, сами создают указанные поперечные колебания вдоль диафрагмы. В случае передачи звуковой
луч может быть создан путем возбуждения циклов диафрагмы.
В поперечные колебания, распространяющиеся вдоль диафрагмы. Воздействие звукового луча на диафрагму
со скоростью, сильной на диафрагме, вызовет компоненту в заданном периодическом смещении частей
звукового луча в направлении, равном направлению диафрагмы, способом, описанным как lPrice 11-l f: i:
0 O; vi 3 co 4 S 64 405,613 стоячая волна Пусть линия 4 и линии s, параллельные линии 4, представляют зоны
высокого давления, а аналогично параллельные линии 10, расположенные посередине между линиями 8, —
зоны низкого давления.
Таким образом, соседние точки высокого и низкого давления будут находиться на расстоянии половины
длины волны друг от друга, как показано соседними точками 7 и 9 кривой волны 5.
Пусть прямые 4 и 8 пересекают диапрагию 2 в точке 12, а прямая 10 пересекает диапрагию в точке 14.
Периодические импульсы давления звуковой волны, следовательно, все ударяют в точки 5 12 диафрагмы в
фазе, например, при толчке. Разреженные импульсы, соответственно, все ударяют в точки 14 в фазе,
например, при растяжении. Следовательно, они будут оказывать на диафрагму силы такого характера,
которые будут стремиться изогнуть диафрагму в волнообразную форму. Если теперь этот эффект изгиба
совпадает с режимом естественной поперечной вибрации пластинчатой диафрагмы, движение диафрагмы
значительно усиливается. Все, что необходимо для получения этого усиления, — это повернуть диафрагму на
соответствующий угол α, соответствующий работе системы. При этом конкретном угле диафрагма станет
многократно периодической, разделившись на ряд волновых зон, находящихся в резонансе с колебаниями
давления, вызванными сигналом на диафрагме, как схематически показано сплошными линиями,
преувеличенными на рис. 1 волнообразной линией 11. Таким образом, пластинчатая диафрагма 2 будет
колебаться взад и вперед между положением 11, обозначенным сплошной линией, и положением 13,
обозначенным пунктирной линией. Рис. 1.
Таким образом, возникает кумулятивное взаимодействие между колебаниями зон диафрагмы 2 и
колебаниями звукового луча. Положение частей 12 и 14, конечно, будет зависеть от длины волны. При
наличии данной, правильно спроектированной пластинчатой диафрагмы для каждой из большого числа
выбранных частот существует определенный угол θ максимального отклика.
Диафрагма может быть соединена с магнитострикционным сердечником 1 Тл, связанным с приемной
катушкой 50 (рис. 2), или пьезоэлектрическим кристаллом 18 (рис. 8), якорем магнитофона 20 (рис. 10),
микрофоном 22 (рис.
11), или любое другое желаемое устройство для получения электрического тока или напряжения от
механического движения или давления. Полученные напряжения или токи могут подаваться на усилитель,
показанный на рис. 2, например, в двух каскадах, лампы которого расположены на выводах 24, 25, соединены
с детектором 26 и, через аудиоусилитель 28, с громкоговорителем телефона или другим индикаторным
устройством 30.
Усилитель 24, 25 настраивается путем настройки конденсаторов 32 и 48 на ту же частоту, что и частота
звукового сигнала, или на желаемую составляющую звуковой частоты.
Наушники или громкоговоритель 30 могут быть повторно установлены реле 46 в выходной цепи детекторной
трубки 26. Конденсатор 1, 2 и дополнительные настроечные конденсаторы 48 и 68 i в следующем каскаде или
каскадах усиления и в детекторе могут управляться группой на общем валу (не показан). Хотя между
каскадами показана связь с настроенным трансформатором, ее можно заменить настроенным импедансом в
сочетании с конденсаторами и соответствующими утечками для предотвращения блокировки, как это принято
в данной области техники.
Сигнал будет обнаружен устройством 30, диафрагма расположена под углом, соответствующим
резонансному отклику на заданную частоту звукового луча. Это будет соответствовать осевому отклику на
определенную частоту сигнала. Если диафрагма повернута под другим углом, импульсы давления будут
воздействовать на диафрагму с распределением, которое не позволяет создать резонанс в диафрагме. Тогда
колебания диафрагмы будут намного меньше, чем в точке, вызвавшей резонанс. Изобретение находит
множество применений; в соответствии с пунктом 3, для определения направления звукового луча,
определения направления. Поскольку диафрагма занимает заданный угол, соответствующий резонансному
отклику на заданную частоту звукового луча, можно определить направление звукового луча. А поскольку угол
отклонения фронта, связанный с резонансом, влечет за собой отсутствие резонанса, можно получить очень
точное определение направления.
На рисунке 3 показаны две точки максимального отклика пластины.
Стрелка 34 может быть прикреплена к пластине перпендикулярно ей и считывать показания по 110-градусной
шкале (не монохромной). Направление источника звука будет соответствовать линии 6, делящей пополам
угол между двумя положениями стрелки 34, как показано на рис. 3.
При желании пластина 115 может быть снабжена двумя указателями 36, 38, расположенными под углом 0 к
нормали 34 к пластине, по обе стороны от этой нормали. При таком расположении указатель 38 будет лежать
вдоль направления луча, когда пластина 120 находится в положении, показанном сплошной линией, а
указатель 36 будет указывать направление звука, когда пластина находится в другом положении для
максимального отклика, как показано пунктирными линиями 125. Система может работать на одной частоте
сигнала, даже если эта частота представляет собой лишь одну составляющую или источник шума,
содержащий множество частот.
Все, что необходимо, это настроить усилитель 13 G 405,613 на требуемую частоту и, если требуется,
заменить дроссель. Если используется микрофон, диафрагму следует отсоединить от входной цепи
усилителя относительно положения пластины 2, фильтра 24 высокочастотным трансформатором при
максимальной частотной характеристике и относительно 4 A, если необходимо, чтобы система работала на
высокой частоте.
Известно из констант прибора: Диафрагма может состоять, вместо, как будет объяснено ниже, из одной
поперечной пластины 2, состоящей из двух пластин, полностью или частично изготовленных из алюминия.
Поскольку операция полностью жестко скреплена вместе в виде двугранного угла (180°-20°), как показано на
рисунке 13, для обеспечения единой передающей цепи, показанной на рисунке 12, с ключом 35 для
управления генератором или привода одного неагнетострикционного генератора 37 для привода сердечника
16, прикрепленного к диафрагме 2. Как показано, генератор имеет двугранный угол (180°-20°), как показано на
рисунке 13, чтобы обеспечить единый, направленный вперед, многодиафрагменный генератор 37 для
привода сердечника 16, прикрепленного к диафрагме 2. Как показано, двугранная диафрагма генератора 37
Настраивать можно с помощью вариации, например, может быть разработан конденсатор на 60 килогерц,
определяя таким образом частотные циклы, и более толстые двугранные диафрагмы, определяющие частоту
излучаемого звукового луча под разными углами θ для 54 и 30 килогерц, частотных циклов диафрагмы и т. д.
Для адаптации заданной диафрагмы, будь то для передачи или приема, она может быть прямоугольной; как
показано на рис. 4, крылья 52 и 54 могут быть выполнены в форме круга (рис. 6) или любой другой формы,
регулируемой по углу вокруг вершины 56.
Желаемая форма. Одним из преимуществ таких диафрагм является то, что они образуют конус 61 (рис. 14).
Угол 9 стабилизирует частоту и будет стремиться к сильному смещению (180°-20°).
Для поддержания синхронности тока возбуждения конус может приводиться в движение магнитостриктором
16 с цилиндрическим сердечником 16, расположенным внутри или снаружи вибратора, или другими
приводными устройствами; звук излучается вдоль оси конуса. Для прямоугольного стриктурного вибратора 16
с его катушкой могут использоваться как в прямоугольном, так и в наружном вибраторе, или в других формах.
Узлы, как правило, располагаются в двух приводных устройствах; звук представляет собой серию линий,
перпендикулярных друг другу, излучаемых вдоль оси конуса. Другой вариант, особенно при передаче звука,
показан на рис. 4 под номерами 38 и 40, имеет преимущества для работы с водой, поскольку его легче
разместить, закрывая вдоль одной или другой из пунктирных линий магнитостриктивного элемента 16,
например, прямой пластиной 76 или изогнутой пластиной 10 10, оставляя воздух внутри.
в которую впадает диафрагма, таким образом, диафрагма, будь то пластина, конус, разделенная или иная
форма, может быть установлена параллельно линиям, поперечно к диафрагме, путем прикрепления к жесткой
опоре в любой из ее узловых точек, как показано на схеме. Однако, поскольку 105 38; Как плоский сердечник
36, так и цилиндрический сердечник 16, узловые точки которых расположены в разных местах, на практике
могут обеспечивать четкое определение направления. Для разных частот может быть предпочтительнее
устанавливать диафрагму на резиновой или другой подушке. Если диафрагма должна располагаться на
одном частоте, ее можно использовать в сочетании с магнитострикционным сердечником 16 или 36, или
поляризационным сердечником 16. Если диафрагма должна располагаться на одной частоте, ее можно
получить, пропуская постоянный ток через элементы катушки звукоснимателя в соответствующих точках (рис.
5). Катушка звукоснимателя может быть выполнена в виде полого цилиндра 43 и соединена последовательно
или параллельно с настроенным усилителем. Для проведения звука от нескольких источников могут
использоваться поляризационные магниты 41 (рис. 9). Если диафрагма должна располагаться на одном
частоте, целесообразно закрепить несколько элементов катушки звукоснимателя в соответствующих точках
(рис. 5). Катушка звукоснимателя может быть выполнена в виде полого цилиндра 43. Внутри него находится
приемная катушка, указывающая на единственный источник звука (рис. 15, пояснение ниже).
Если поляризующее поле получается с помощью постоянного магнита, например, как показано на рис. 20,
магнит, изображенный на рис. 58 на рис. C, вибрирует как стационарная волновая система на частоте выше
основной, он расщепляет катушку 43, и предпочтительно внутри пластины, за исключением того, что в случае
диска узловые линии хорошо подходят для параллельного подключения к дросселю. Если используется
пьезоэлектрический кристалл 18, то в случае другого кристалла узловые линии расположены на расстоянии
половины длины волны 24, как показано на рис. 8. Настроенная катушка может быть размещена вне
магнитостационарного волнового элемента на частоте выше основной, что приводит к ее распаду на узлы и
петли, как и катушка, также показанная на рис. 15. Если используется пьезоэлектрический кристалл 18, то в
случае диска узловые линии хорошо подходят для подключения его параллельно дроссельным
центрированным катушкам 59, отделенным от каждой катушки 42 во входной цепи усилителя на половину
длины волны 24, как показано на рис. 8. Настроенная катушка может быть размещена вне
магнитостационарного волнового элемента на частоте выше основной, например, в металлической катушке
или трансформаторе, настроенном или ненастроенном, если Для передачи используется круглая дисковая
диафрагма 58, i 3 G Fig 16, приводимая в движение вибратором 16 в её центре, так что, когда она вибрирует в
серии концентрических колец 59, излучаемый звук будет иметь форму конуса 60. Направления
распространения указаны стрелкой 62.
Теперь стало возможным сфокусировать этот расходящийся звуковой конус в параллельный или
конусообразный луч путем отражения. Все, что необходимо для получения цилиндрического, параллельного
луча, — это окружить излучающую диафрагму усеченным конусом 66 из металла или другого
звукоотражающего материала размером 1 х 3, имеющим соответствующий угол, как показано на рис. 17,
причем усеченный конус имеет в качестве основания диск 58. Лучи 76 на заданной частоте излучаются от
отражателя 66 и диска 58.
Тот же самый прибор, конечно же, в равной степени применим и для приема. Входящая волна отражается на
диск под правильным углом для создания максимальной вибрации. Поскольку угол 9 является функцией
частоты, такое устройство будет работать наилучшим образом только на одной частоте. Угол θ
максимального захвата или отклика зависит от скорости V звука в среде и скорости V распространения
упругих волн в материале диафрагмы и удовлетворяет уравнению sin θ. Однако диафрагмы довольно хорошо
реагируют на все частоты, а не только на те, которые могут создавать резонансные стоячие волновые
системы в пластине.
Скорость V распространения волн в материале диафрагмы, если это поперечные колебания, зависит не
только от материала диафрагмы, но и от ее толщины, а также от частоты, и все эти факторы следует
учитывать при проектировании аппарата.
Математический анализ поперечных колебаний пластины дает приближенное уравнение:
Jx 3 = bat, где / — частота колебаний; A — длина волны распространения колебаний в пластине; D — толщина
пластины, а 80 b — постоянная материала.
Заменив A на , это уравнение примет вид V V=,,Zfb D.
Для данной пластины b D является постоянной, поэтому скорость распространения волны приблизительно
пропорциональна квадратному корню из частоты. Таким образом, с увеличением частоты V увеличивается, и,
поскольку V O, если пластина 2 расположена под углом O X sin X V таким образом, что sin O = - поперечные
колебания, угол O уменьшается с увеличением частоты в пластине 2, создаваемой падающей звуковой
волной с частотой 4 н I при - нижней точке 12 (см. рис. 1), и будет получен практически точный результат при
падении звуковой волны с противоположного конца пластины 2 или в любой точке в следующих типах
экспериментов:
промежуточная точка вдоль пластины, в тот же момент, когда пик давления b= = (I 2 падающая звуковая
волна, которая ее породила, f Dsin 20:
Распространяясь в среде со скоростью V, волна достигает одной и той же точки. Таким образом, если при
настройке O для максимального отклика, компонент скорости V волны может быть установлен пластинчатый
приемник 2, распространение поперечной волны в пластине, выбрать звуковую волну определенной частоты,
взятую в направлении распространения волны от удаленного источника, настроить O для максимальной
продольной волны в среде, которая равна максимальному отклику, а затем, исходя из приведенного выше
уравнения r 06, вычислить b. Поскольку b является постоянной величиной, то в зависимости от точности
уравнений мы должны прийти к одному и тому же значению b независимо от конкретного угла 9, колебания
пластины 2 находятся в резонансе с толщиной пластины D. Изменение колебаний звукового луча в среде
экспериментально определяется с использованием широкого диапазона Это также прояснит, что происходит с
толщиной пластины, - оказывается, что она мала, когда пластинчатые диафрагмы 2 демпфированы,
достаточно, чтобы - позволить точное проектирование аппарата, предотвратить образование фронта стоячей
волны и исключить один из двух углов отклика пластины для любого заданного материала: A A:
Большое значение V O в воде составляет 5613. Теперь, поскольку v = s/Rlb-D, очевидно, что V можно
увеличить, работая на более высокой частоте, найдя материал, в котором b велико, или увеличив толщину D.
Для работы под водой была изготовлена пластина из алюминия толщиной 1 дюйм, которая воспринимает звук
частотой в килогерцах при θ = 52 градуса.
Из уже приведенных уравнений видно, что увеличение скорости передачи поперечных колебаний может быть
достигнуто за счет увеличения жесткости диафрагмы. Наиболее очевидный метод — это утолщение
диафрагмы, но возможны и другие методы. Например, диафрагма может быть снабжена гофрами 70 (рис. 19),
идущими в направлении 80 передачи колебаний, или к диафрагме могут быть добавлены одна или несколько
ребер 72, расположенных под прямым углом, для повышения ее жесткости (рис. 18).
Было установлено, что шум, например, от корабля, винта самолета или выхлопной системы, или от
выходящего пара или воздуха, имеет сверхслышимые компоненты значительной интенсивности.
Подобный звук может быть локализован по направлению с помощью устройства, настроенного или
избирательного по частоте, с чувствительным диапазоном 20, 30, 40 или 100 килогерц, или любого другого
значения, так что высоконаправленное действие приемников, таких как данный приемник, работающих на
сверхзвуковой или другой высокой частоте, может быть использовано для определения местоположения
источников звука, которые обычно воспринимаются по их слышимым высотам.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 20-22, для передачи колебательной энергии, которая таким
образом более эффективно преобразуется в электрическую энергию, используется ряд проводов. Например,
для направленного различения падающего звукового луча, идущего в направлении стрелки i 83, используется
пластинчатая диафрагма 182 (фиг. 20), расположенная под углом 6 к линии, перпендикулярной направлению
Соседние файлы в папке патенты