Разработка и тестирование прибора для видеорегистрации детонационных волн

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описаны методика разработки и результаты тестирования прибора для оптической регистрации процессов непрерывной спиновой детонации (НСД). Рассмотрены способы улучшения качества получаемых изображений, зарегистрированных в процессе проведения экспериментов, а также методы сокращения как вычислительных ресурсов, так и времени обработки данных. Приведены программные и аппаратные способы выделения нужных фрагментов изображений и их обработка. Разработанный прибор был испытан и показал свою эффективность при видеосъемке детонационных волн при условии использования подсветки процессов ацетиленом или другим углеродосодержащим газом. При этом важной особенностью прибора является способность производить видеосъемку одной строкой длиной 1092 пикселей при максимальной кадровой частоте.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Николаевич Самсонов

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: samsalexandr@gmail.com

младший научный сотрудник

Россия, 630090, Новосибирск

Алена Витальевна Царькова

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Email: ar19122014@gmail.com

инженер, студент

Россия, 630090, Новосибирск

Федор Афанасьевич Быковский

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bykovskii@hydro.nsc.ru

доктор технических наук, гдавный научный сотрудник

Россия, 630090, Новосибирск

Список литературы

  1. Фролов С. М., Аксенов В. С., Дубровский А. В., Зангиев А. Э., Иванов В. С., Медведев С. Н., Шамшин И. О. Хемиионизационная и акустическая диагностика рабочего процесса в непрерывно-детонационных и импульсно-детонационных камерах сгорания // Докл. Акад. наук, 2015. Т. 465. № 1. C. 62–67.
  2. Быковский Ф. А. Высокоскоростной ждущий фоторегистратор // Ж. науч. и прикл. фотографии и кинематографии, 1981. № 2. C. 85–89.
  3. Войцеховский Б. В., Митрофанов В. В., Топчиян М. Е. Структура фронта детонации в газах. — Новосибирск: Изд-во СО АН СССР. 1963. 168 с.
  4. Васильев В. В., Захарьяш Т. И., Клименко А. Г., Крымский А. И., Марчишин И. В., Недосекина Т. Н., Овсюк В. Н., Ромашко Л. Н., Свиташев К. К., Сусляков А. О., Талипов Н. X., Тишковская Л. В. Фокальные матрицы для спектрального диапазона 8–10 мкм на объемных кристаллах CdHgTe // Автометрия, 1996. № 4. С. 32–39.
  5. Васильев В. В., Войнов В. Г., Есаев Д. Г., Захарьяш Т. И., Клименко А. Г., Козлов А. И., Крымский А. И., Марчишин И. В., Овсюк В. Н., Ромашко Л. Н., Свиташев К. К., Сусляков А. О., Талипов Н. Х., Сидоров Ю. Г., Варавин В. С., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н. Фокальные фотоприемные матрицы на основе гетероэпитаксиальных слоев КРТ, выращенных методом МЛЭ на подложках GaAs // Оптический ж., 1998. Т. 65. № 1. С. 67–71.
  6. Samsonov A. The device for high-speed digital recording and analysis of detonation waves // 10th Conference (International) on Pattern Recognition and Image Analysis: New Information Technologies Proceedings. — St. Petersburg, 2010. Vol. 2. P. 121–124.
  7. Samsonov A. N. A device for high-speed video filming of supersonic flows and moving particles // Pattern Recognition Image Analysis, 2015. Vol. 25. No. 2. P. 255–262.
  8. Samsonov A. N., Samoilova K. V. High speed video recording system on a chip for detonation jet engine testing // MATEC Web Conf., 2018. Vol. 158. P. 01028.
  9. Bykovskii F. A., Zhdan S. A., Vedernikov E. F., Tarnaikin A. E., Samsonov A. N. Continuous detonation of a hydrogen–oxygen gas mixture in a 100-mm planeradial combustor with exhaustion toward the periphery // Shock Waves, 2020. Vol. 30. Iss. 3. P. 235–243.
  10. Dubois J., Ginhac D., Paindavoine M., Heyrman B. A 10 000 fps CMOS sensor with massively parallel image processing // IEEE J. Solid-St. Circ., 2008. Vol. 43. Iss. 3. P. 706–717. doi: 10.1109/JSSC.2007.916618.
  11. Bykovskii F. A., Zhdan S. A., Vedernikov E. F. Continuous multifront detonation of kerosene–air mixture in an annular combustor with variations of its geometry // Shock Waves, 2021. Vol. 31. Iss. 8. P. 829–839.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1 Блок-схема (а) и внешний вид (б) модуля обработки, сохранения и передачи данных (одна плата, содержащая 3 ГБ памяти стандарта DDR3-SDRAM)

Скачать (651KB)
3. Рис. 2 Блок-схема разработанного микропрограммного кода

Скачать (100KB)
4. Рис. 3 Прибор, установленный на штативе, (а) и прибор без корпуса (б)

Скачать (336KB)
5. Рис. 4 Изображение, полученное сшивкой строк разных кадров для движущегося объекта (луч осциллографа) при Texp = 16 мкс, Vbias = V0 (а) и (4/3)V0 (б), где V0 = 1В

Скачать (735KB)
6. Рис. 5 Фрагмент изображения для расчета нелинейности отклика

Скачать (172KB)
7. Рис. 6 Момент инициирования детонации керосиновоздушной смеси, снятый разработанным прибором (а) и видеокамерой Photron SA5 (б)

Скачать (102KB)

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).