Поляриметр

( 1943300 Союз Советских Социалистицеских РеспубликК АВТОРСКОМУ СВМДЗИЛЬСУНУ 61) Зависимое от авт, свидетельства 22) Заявлено 11 02. 71 (21)1620900/262 27/28 вк соединение сударственный комитетоввта Министров СССРао делам изобретенийи открытий.09.74 Бюлл нь Мо 34ия 28. 11,7 53) 35.568.1 (088.8 анин оп И.Пеньковский, Р.Т.Адагамова, Н.Н,Куликов, В.П й И.В.Ураков(71) Заявитель 4) ИМЕТР 1Изобретение относится к оп-тико-механическим приборам для измерения параметров двулучепреломления и предназначено для исследований механических напряжений 5 поляризационно-оптическим методомИзвестен поляриметр для измерений параметров двулучепреломления в моделях с наведенной меха о ническими напряжениями анизотрапией, в котором используется опти-. ко-механическая система с поляризатором, компенсатором, установленным за моделью, регулируемой 15 диафрагмой, анализатором и фотозлектрическим регистрирующим прибором.Для повышения скорости и точности измррений многих параметров как ао в основном, так и во вспомогательных сечейиях неподвижной исследуемой модели в предлагаемом поляриметре четвертьволновая плас тинка установлена перед исследуемой моделью и синхронно связана с анализатором, регулируемая диаф рагма установлена за анализатором, а перед диафрагмой установлено сканирующее устройство, выполненное, например, в виде оптических клйнъев, перйодически и цинхронно вращающйхся в противоположных направлениях.Сканирующее устройство может быть укреплено на каретке, которая имеет возможность перемещаться вдоль оптической оси поляриметра.Для повышения точности опред; еления координат точвК вспомогаа,.льных сечений модели и для удобства смены направления сканирования, каждый из оптических клиньев скайирующего устройства связан с мальтийским крестом, обеспечилающим поворот каждого клина точно на 90 .- Мальтийские кресты приводятся во вращение одним барабаном с поводками. Один из мальтийских крестов связан с злектромагнитом и в моменты смеаплоскости поляризации поляризато-ра 1 с главной осью четвертьволновой пластинки 2.Сельсин - датчик 21 и сельсин - приемник 22 удерживают элементы 2 и 5, в таком положении, что быстрая ось четвертьволновой пластинки 2 постоянно составляет угол 90" с плоскостью пропускания анализатора 5.Диск 18 связан с простым и точным датчиком угла 25. Поляриметр содержит визуальный канал для наблюдения исследуемой области модели, фотоприемник 24 и регистратор 25.Б свою очередь, устройство 7 состоит, например, йз двух клиньев 2 б и 27, перйодически и синхронно вращающихся в противоположных направлениях с помощью мальтийских крестов 28 и 29, выполненных: как одно целое с шестернями 50 и 51, и паразитной шестерни 52. Барабан 35 имеет два поводка 54 и 55, с помощью которых одновременно приводятся во вращение мальтийские кресты 28 и 29, а так же две выемки, по ширине примерно равные ширине мальтийских крестов.Ось одного из мальтийских крестов,например креста 29,связана с электромагнитом 56 и удерживает крест 29 пружиной 57 в таком положении, что при вращении барабана 55 ой вращается синхронно с другим мальтийским крестом 28, 11 ри включении электромагнита мальтийский крест выходитиз зацепления с поводком барабана 55 и отходит от выемки этогоже ба абана.оляриметр работает следующим образом. Сформированный элементами 8,9,10 и 12 параллельныймонохроматический пучек светапопадает на поляризатор 1.Затем поляризованный свет, плоскость поляризации которогозависит от положения поляризатора 1, проходит модулятор состояния поляризации 15 и четвертьволновую пластинку 2.После пластинки 2 поляризованный (в общем случае электрически-поляризованный) пучек светапроходит модель 5, модуляторсостояния поляризации 14 и анализируется анализатором 5, синхронно связанным с пластинкой 2.За анализатором 5 свет проходит объектив б, сканирующае устклиньев и электромагнитом.Поляриметр подержит поляри- озатор 1, четвертьволновуюпластинку 2, синхронно связаннуюс анализатором 5, регулируемуюдиафрагму 4, установленную заанализатором 5,Изображенйе исследуемоймодели 5, находящейся междучетвертьволновой пластинкой 2 ианализатором 5, с помощью объектива б проектируется на регулируемую 2 ддиафрагму 4.Непосредственно перед диафрагмой установлено сканирующееустройство 7, закрепленное на подвижной каретке, перемешающейсяпо желанию оператора вдоль оптической оси поляриметра.Перед анализатором 1 установлен источник света 8, напримерртутная лампа, кондейсор 9, постоянная диафрагма 10, объектив 11зи спектральный модулятор 12, выделяющий то зеленую, то желтуюлинию ртути.Для наложения вынужденныхколебаний на измеряемые параметры,направления главных осей и разнос-ти фаз поляриметр содержит двамодулятора состояния поляризации,например две ячейки Фарадея15 и 14.40Ячейка 15 установлена непоседственно после поляризатора, а ячейка 14 - между четвертьволновой пластинкой 2 и анализатором 5 например, за моделью 5.Для обеспечения необходимойпоследовательности движений элементов 1,2 и 5 вокруг оптическойоси поляриметра в блоке поляризатора установлен ведущий двигатель15, связанный с двумя реверсивными электромагнитными муфтами 16и 17 типа релаг, управляемымилогической схемои на чертежахне показана,)55Муфта 16 связана непосредственно с четвертьволиовой пластинкой 2, а муфта 17 через дополнительный диск 18-с поляризатором1 и датчиком поворота 19. боНа диске пластииа 2 идиске 18 имеются упоры и контакты20, замыкающиеся при совмещении 3 Я 350 ны направления сканирования выходит из зацепления с поводком барабанАНа фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого поляри- д метра; на фиг.2 - сканирующее устроиство с приводом оптическихН ойство 7, переменную диафрагмувосприйимается Фотоприемником 24 и одновременно часть его направляется в канал для визуального наблюдения.Когда клинья сканирующего устройства 7 находятся в таком положении, что они представляют собой плоскопараллвльную пластинку, то через диафрагму Ф проходит часть изображения модели 5, соответствующая точке основного сечения, выбранного оператором.Искомые параметры, например, в этой точке измеряют следующим образом.По команде логического устройства включают электромагнитную муфту 16, которая соединяет механически двигатель 15 с диском четвертьволновой пластинки 2.Вращаясь, например, по часовой стрелке, диск пластинки 2 посредством упора 20 увлекает за собой диск 18 и соответственно поляризатор 1, а так же анализатор 5.В момент, когда синхронно связанные элементы 1,18,2 и 5 проходят исходное, т.е. нулевое положение, датчик угла 25 начинает отсчйтывать угол поворота их вокруг оптической оси устройства до момента совмещения главных осей модели с плоскостями пропускания поляризатора 1 и анализатора 5, что соответствует максимальному гашению света, зарегистрированному регистратором 25. Измеренный таким образом угол наклона главных осей регистрируется печатающим устройством и на перфоленте.В этот момент включается иуфта 17, к диску 18 подключается атчик поворота 19 и элементы 1, 8,2 и 5, вращаясь в ту же сторону, разворачиваются на Ф 5. После чего муфта 16 реверсируется, отсоединяет ведущий двигатель 15 и тормозит фиксирует) элементы2 и 5.Спустя некоторое время, необходимое для затухания автоколебаыий сельсинной связи 21 и 22 реверсируется так же муфта 11, подсоединяя диск 18 и соответствен. но поляризатор 1 к ведущему двигателю 15, а датчик угла 25 снова измеояет угол поворота диска 18,При вращении поляризатора 1относительно заторможенной четвертьволновой пластинки 2 измеряется разность Фаз, вносимая комп 25 аниматором Сенармона и тем самымпроисходит компенсация разностиФаз, вносимой моделью 5.Отсчитанный датчиком угла5 25 относительный угол поворотаполяризатора 1, пропорциональный измеренной разности фаз, также заносится на бумагу печатающим устроиством и на перфоленту1 о перфоратором,Операция измерения разностифаз производится дважды привыделенной зеленой и желтой линии ртути т.е. при А = 517 нм15 Я = 578 нм).На этом цикл измерений в одной точке заканчивается.По команде логического устройства двигатель 58 сканатора получает импульс тока, которыичерез барабан 55 и йоводки 54 и55 синхронно поворачивает мальтийские кресты 28 и 29 а черезних шестерни 50,51 и 52. В результате происходйт синхронный разворот в разные стороны точно на90 клиньев 26 и 27, что приводитк смещению точно на определеннуюзаранее величину проектируемогозо на диафрагму Ф изображения и квыделению диафрагмой Ф точки одного из вспомогательных сечений.Очередной импульс тока, йоданный на двигатель 58, приводитклинья 26 и 27 снова в такое положение, при котором они представ,ляют собой плоскопараллельнуюпластинку.Последующий импульс токаприводит к смещению изображенияв противоположную сторону точнона такую же величину.Оператор устанавливает заранев величину смещения изображен ния путем перемещения всегосканирующего устройства 7 вдольоптической оси, т.е. путем приближения или удаления его отдиафрагмы 4.БО Когда оператору требуетсясменить направление сканированияи он переключает соответствующий тумблер на пульте управления,срабатывает электромагнит 56, преодолевая усилия ппужин 57. й впа-.щается двигатель 58, При этоммальтийский крест 29 перемещается параллельно своей плоскостии выходит из зацепления с поводком 55, в то время как мальтиис 6 кий крест 28 совершает определенное количество поворотов на Щкоторое зависит от требуемогонаправления сканирования,7 143После смены йаправления сканирования электромагнит 5 б теряет питание и под действием пружины 57 мальтийский крест снова входит в зацепление с поводком ь 55Таким образом, сканирующее устройство 7 позволяет измерять параметры двулучепреломления во вспомогательных сечениях о не двигая весь блок анализатора, т.е. при этом анализатор двигается только в одну сторону и люфты его привода совершенно не влияют на точность измерений. Повышается 15, и скорость измерений, так как переход от точек основйого сечения к точкам вспомогательных сечений занимает доли секунды, т.е. на много меньше, чем при движении 2 о, всего блока анализатора.В предлагаемом поляриметреблагодаряразмещению четвертьволновой пластинки перед моделью такие элемен ты как ведущиИ двигатель 15, муфты 16, 17, датчик угла 25, сельсин - датчик и пр. размещены в блоке поляризатора, точность перемещения которого по отношению зо З к модели 5 может быть на много ниже, чем точность перемещения аналйзатора. Это тоже повышает точность.ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Поляриметр,например, для исследования механйческих напряжений модели, содержащий оптикомеханическую систему с поляризатором, компенсатором, регулируемой дйафрагмой и анализатором с четвертьволновой пластинкор, о.:т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения точности йзмерений, четвертьволновая пластинка синхронно связана с анализатором и установлена перед моделью, регулируемая диафрагма установлена за анализатором, а перед диафрагмой установлено сканирующее устройство, выполненное, например, в виде оптических клиньев, периодически и синхронно вращающихся в противопо ложных направлениях.2. Поляриметр йо и. 1, отличающийся тем, что сканирующее устройство укреплено на каретке, перемещающейся вдоль оптической оси.Составитель Н ЗОЛОТУХИНВ Редактор И,Щу(ИНВ ехрелД ЕЧРОВД Корректо 3 1 р аж Я 1111 11 редирнятие 11 атент, Москва, Г 59, Бережковская наб. 2 изд. м 39 Государственного ио делая изоб Москва, 11303омитста Совета Министров СССстенай и открытийРашская наб., 4 о 8 а одпис