Оптическая томография, конструкции малоракурсных томографов, систем обработки исходных данных, устройства сопряжения с РС.

Оптические и структурные схемы разработанных малоракурсных томографов.

При разработке алгоритмов реконструкции применительно к заданному классу ожидаемых изображений сечений целесообразно использовать процедуру полного предварительного моделирования, для этих целей предложен ряд фантомов, пример одного из них показан на рисунке ниже.

Здесь справа вверху исходное изображения, слева внизу реконструированное с использованием «сверточных» алгоритмов при числе проекций 12, формат реконструкции 512 х 512 элементов, простое сравнение изображений показываетдостаточно высокую эффективность разработанных подходов, методов и алгоритмов реконструкции.

Оптическая схема малоракурсного томографа

для исследовательских целей приведена на рисунке внизу, отличительной особенностью предложенной конструкции является легкий выбор числа проекций и геометрии сбора исходных данных в пределах (0 - p), (0 - 2p), а также использовать методику лазерного зондирования плотной или запыленной плазмы.

Применение лазерного зондирования запыленных потоков плазмы позволяет определить качество распределения примеси в потоке, например, материала напыления, по объему потока. Это дает возможность подбирать такие газодинамические параметры – давления рабочего газа, соотношение смесей и т. д., например, для плазмотронов, чтобы оптимально произвести процедуру напыления изделия.

Оптическая схема малоракурсного лазерного томографа

представлена на рисунке ниже.

Для обработки исходных данных и выполнения процедур интерполяции, вычисления промежуточных проекций , расчета интеграла свертки, и обратного проецирования целесообразно использовать кластеры построенные на UNIX –машинах.

Кластерные системы, реализующие задачи малоракурсной томографической реконструкции параметров физическиз объектов, можно построить на любых локальных сетях.

Методы и средства малоракурсной томографии успешно применяются для исследования плазмы в установках термоядерного синтеза , как в области «видимого» излучения так и в рентгеновском диапазоне.

На рисунке внизу представлена система реконструкции переноса примесей в плазме ТОКАМАКа (ФТ-2) в области видимого излучения.

(Здесь же показан результат реконструкции сечения распределеня «материала» пилетты для ФТ-2)

Внешний вид спектрально - томографических систем и примеры реконструируемых томограмм.

Малогабаритный малоракурсный томограф для исследования параметров дуговых разрядов, плазменных потоков плазмотронов, напорных потоков высокотемпературных газов.

Томограф разработан для исследовательских целей, предназначен для работы в оптических лабораториях, позволяет получать до 24 проекций, проводить спектрально томографическую реконструкцию, заданных сечений плазменных объектов, может комплектоваться монохроматорами любых типов, спектрографами ИСП-28, ТСП-51, ввод исходной информации из зоны регистрации спектрографа производится с помощью двумерных ПЗС камер позволяющих формировать изображение формата 320 х 200, 512 х 512 ,соответственно в цветном и ч/б вариантах, Максимальное число кадров полученное в данной конструкции 100 кадр/с.

Примеры реконструируемых томограмм поперечных срезов факелов плазмотронов, в различных сечениях и дугового разряда представлены на фотографиях помещенных ниже (томограммы 200, 168):

	Методы и алгоритмы реконструкции, при числе проекций от 6 до 12 позволяют использовать системы томографической диагностики в конструкции самых различных типов плазмотронов, как для коррекции параметров самого факела, так и для оптимизации, например, пространственного распределения порошка материала напыления.

Малоракурсный оптический томограф позволяющий проводить лазерное зондирование плазменного объекта.

Малоракурсный оптический томограф предназначен для исследования запыленных и «плотных» плазменных и пламенных объектов используя собственное свечение объекта и зондирующее лазерное излучение. При исследовании пламен томограф сочленяется с монохроматором (см. рисунок). В последнем случае восстанавливается классический вариант сечения поля излучения прошедшего через данное сечение. Число проекций в данной системе от 6 до 12, наибольший «поперечный» размер исследуемого объекта до 40 мм. Исходная информация спектров пакета проекций регистрируется либо скоростной фотокамерой, либо ПЗС матрицей с пересчетом формата в 512 х 512 элементов. Пример изображения напорного пропан бутанового пламени представлен на рис вверху (томограмма 10).

Оптико электронный томограф для исследования крупноразмерных высокотемпературных напорных потоков высокого давления.

Данный томограф предназначен для исследования параметров процессов горения в высокотемпературных потоках газов большого давления, число проекций может быть выбрано от 6 до 12, максимальный диаметр газового объекта до 3 м. Регистрация пакета проекций, в том числе и в спектральной области производится цветными ПЗС камерами высокого разрешения с пересчетом формата 800 х 600 элементов. В качестве примера представлена томограмма реконструированная с помощью описанного томографа для высокотемпературного газового потока высокого давления, диаметром сечения примерно 0, 76 м.

Пример реконструкции яркостного поля температур факела на срезе сопла газотурбинного двигателя, после его доводки с использованием метов малоракурсной томографической реконструкции.

Системы томографической диагностики должны занять место в качестве штатного оборудования, как бортовые системы контроля летательных аппаратеов, особенно эта задача актуальна для двигателей с изменяемым вектором тяги.

Использование материалов, размещенных на сайте, без ссылки на автора и сайт запрещено, преследуется по закону в установленном порядке.