Устройство для определения угла наклона

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ои 994915. (23) Приоритет С,01 С 9/32 ГееуааРстеенай кфттнпт СССР ве енвм зебретеЯ н еткрытЯДата опубликовании описания 10.02.83(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛАНАКЛОНА жбла- сков устройс етное число фазовая пл ий узел", и ные пары раКроме тогматриваетсявертьволноваретроотражаюпоследовател ве предуспар "четстинка и этом положены Изобретение относится к устройст вам для определения угла наклона По основному авт. св. Я 649951 устройство для определения угла на 5 Клона содержит источник света, поляризатор, систему поворота плоскости поляризации линейно поляризованного луча, выполненную в виде оптически .прозрачного резервуара, который час- щ тично заполнен жидкостью, обладающей способностью естественного вращения плоскости поляризации, а также анализатор и фотоприемный блок 1 3.5Известные поляризационные устройства обладают высокой. точностью измерения углов наклона, но для ее реализации требуется применение высоко-. чувствительных и стабильных во времени фотоприемников и электронных усилителей или же использование жидкостей с большим коэффициентом поворота плоскости поляризации. Цель изоЬретения - повышение чув ствительности устройства без усло нения фотоприемного блока.Поставленная цель достигается годаря реализации принципа оптиче го усиления путем целесообразного изменения схемы прохождения линейно поляризованного луча, а именно в ре зультате размещения между поляризатором.и анализатором минимум одной четвертьволновой фазовой пластинки, ось экстремальной скорости которой параллельна оси наибольшего пропускания поляризатора, и расположенного за ней отражательного узла, возвращающего луч через пластинку и оптически прозрачный резервуар на анализатор.9943с противоположных сторон резервуара при сохранении размещения поляризатора и анализатора с различных сторон резервуара.На чертеже показан один из каналов предлагаемого устройства (построение второго канала для выбранной рабочей плоскости, в которой измеряется угол наклона, или остальных каналов для других рабочих плоскостей одинаково).Параллельный пучок света от источника света, сформированный с помощью коллиматора (источник света и коллиматор не показаны) направляется на поляризатор 1, а затем проходит через резервуар 2, частично заполненный жидкостью 3, обладающей способностью поворачивать плоскость поляризации линейно поляризованного света в зависимости от толщины слоя жидкости, а тем самым и от угла наклона резервуара. За противоположным основанием резервуара 2 установлена первая четвертьволновая фазовая пластинка 11 и ретроотражающий узел, состоящий из фокусирующей линзы 5 и зеркала 6. Такой узел может быть выполнен также с помощью призмы, обеспечивающий параллельно смещение отраженного луча.После прохождения четвертьволновой пластинки 1, линзы 5 и зеркала 6 световой пучок поворачивается на угол 180 и снова направляется через резервуар 2 с жидкостью 3. Пройдя все пары, образованные пластинкой 1 и отражающим узлом 5, 6 и выйдя из резервуара 2, световой пучок проходит модулятор , анализатор 8, и попадает в фотоприемник, подключенный к входам блока (не показаны) измеренияЖидкости, обладающие естественным вращением плоскости поляризации линейно поляризованного света при прохождении через них света в прямом и обратном направлениях поворачивают ,плоскость поляризации на один и тот же угол, но с разными знаками. В результате, прошедший дважды (туда и обратно) через такую жидкость линейно поляризованный пучок света не изменяет знака угла поворота плоскости поляризации.Четвертьволновая фазовая пластинка эквивалентна полуволновой фаэо" вой пластинке при прохождении через нее линейно поляризованного света35 40 45 50 55 101520 25 и прямом и отраженном на 180 направлениях. Бспи линейно поляризованный пучок света проходит полу- волновую Фазовую пластинку под каким-либо углом между осью наибольшей (наименьшей) скорости полуволновой фазовой пластинки и плоскостью поляризации, то вышедший из полуволновой фазовой пластинки световой пучок имеет тот же угол между указанными осью и плоскостью, но с обратным знаком, т.е. полуволновая фазовая пластинка совершает операцию зеркального обращения угла относительно ее оси наибольшей (наименьшей) скорости,Так как после каждого очередного прохождения линейно поляризованнымлучом света слоя 3 жидкости угол поворОта плоскости поляризации накапливается, то для суммарного угла поворота плоскости поляризации справедлива зависимостьЕ ( ) 3где и - количество йрохождения лучомсвета слоя жидкости;Ч - угол поворота плоскости поляризации света при его однократном прохождении слоя жидкости. В целом работа предлагаемого устройства аналогична работе известного устройства и заключается в том,что оптические каналы формируют линейно поляризованные пучки света,слои 3 жидкости резервуара 2 поворачивают плоскость поляризации световых пучков на определенные углы, Врезультате на выходе фотоприемниковвырабатываются электрические сигналы, параметры которых несут измеряемую инФормацию. Гсли, например, вкачестве модуляторов использованывращатели плоскости поляризации линейно поляризованного луча, то фазовый угол между электрическими сигналами фотоприемников прямо пропорционален углу наклона, устройства.Блок измерения в этом случае долженработать как фазометр,Введение четвертьвопновых фазовых пластинок с отражателями увеличивает цувствительность, а следовательно, и точность измерения устройства, Чувствительность устройстваможет быть увеличена в 5 раз, дсли,например, в каждом оптическом канале введено по цетыре пары "четверть5 9949 волновая Фазовая пластинка - отражающий узел".Формула изобретения1. Устройство для определения угла наклона по авт. св, й 649951, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности без 1 о усложнения фотоприемного блока, в ходе лучей между поляризатором и анализатором установлены минимум одна четвертьволновая фазовая пластинка, ось экстремальной скорости которой 15 параллельна оси наибольшего пропускания поляризатора, и расположенный за ней отражательный узел, возвра 15 6щающий луч через пластинку и оптически прозрачный резервуар йа анализатор.2. Устройство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно содержит четное число пар "червертьвол" новая фазовая пластинка-ретроотражательный узел", при этом последовательные пары расположены с противоположных сторон резервуара при сохранении размещения поляризатора и анализатора с различных сторон резервуара. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 649951, кл. 6 01 С 9/32,. 1979Редактор Н Пш Заказ 625/25 ВНИИПИ Госу по делам 1130 5 Мос Филиал ПППФерштман енкова венн изобретени а, ЖР у ь й /5 тент", г. Ужгород, ул. Проектн оставитель Ю.ехое 8 М. Надьираж 600комитета СССРи открытииа шская наб. орректор М. Шарошиодписное