Жидкостный компенсатор для оптических приборов

Жидкостный компенсатор для оптических приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик (1! (7Q5252

«,,/) .— (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.12.77 (21) 2550337/18 — 10 с присоединением заявки М л (23) П риорктет

{51) М. Кл.

G 01 С 5/06

G 01 С 15/10

Веударотееииый комитет

СССР ао аелам изобретений и етярытий

Опубликовано 25.12.79. Бюллетень J% 47

{53) УДК528 541 (088.8) Дата опубликования описания 25.12.79 «Ъ аам е>« ! (72) Авторы изобретения

Ю. И. Бесполо

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (71) Заявктель (54) ЖИДКОСТНЫЙ КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к области оптическо,го приборостроения и-может быть использовано в маркшейг,ерско-геодезических инструментах, например в оптических отвесах.

M,"!ркшейдерские приборы в подземных гор5 ных выработках центрируют с помощью оптических отвесов, однако авторедукционные оптические отвесы для этих целей не применяются, так как отсутствуют устройства, имеющие малые габариты и способные стабилизиро10 вать лучи, выходящие в зенит, с высокой надежностью.

Известны жидкостные компенсаторы, основанные на использовании свободной поверхности раздела между жидкостью и воздухом или между двумя несмешивыощимися жидкостями, работающие в проходящем или отраженном пучке лучей, Такие компенсаторы надежно стабилизируют световые лучи, направленные в надир, однако для стабилизации лучей, направленных в зенит, такие компенсаторы можно использовать только совместно с оборачивающими системами. Кроме того, диаметры

«камер с жидкостью приходится увеличивать для исключения влияния капиллярного поднятия на ход световых лучей. Все зто приводит к увеличению габаритов оптических отвесов, предназначенных для. центрирования под точкой (1), (2), (3) и (4)

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату являются жидкостные компенсаторы, содержащие ампулу, заполненную несмачивающимися жидкостями с различными плотностями (5).

Однако известный жидкостный компелсатор способен стабилизировать только лучи, направленные в надир.

Целью изобретения является создание жидкостного компенсатора, имеющего более широкий диапазон действия, и способного стабилизировать как лучи, направле птые в надир, так и лучи, направленные в зенит, при малых габаритах устройства.

Для достижения этой цели в жидкостном компенсаторе, содержащем ампулу, заполненную несмешивающимися жидкостями с различными плотностями, прозрачное дно ампулы выполнено сферическим, а жидкость с болыпей

3 7О525 ппотностью, образующая положителыфю линзу, имеет объем, обеспечиваемый соотношением радиусов кривизны, равным: г1 - -1

1» 1

Ъ И„-и

5 где т — радиус кривизны дна ампулы;

Ь вЂ” радиус кривизны поверхности раздела двух жидкостей;

nlrb n — показатели преломления жидкостей

IO с меньшей и большей плотностями соответственно,k — коэффициент компенсации.

Ампула компенсатора может быть заполнена гомологом нафталина с показателем пре.15 ломления 1,5 — 1,7, а жидкостная линза образована фторалифатическим соединением с показателем. преломления 1,2 — 1,4.

Такое устройство позволяет стабилизировать лучи, направленные в зенит или в надир, при20 чем достигается зто" соответствующим подбором жидкостей. Коййенсатор имеет малые габариты и отпадает необходимость в исполь зовании дополнительных оборачивающих olIòèческих систем.

На фиг, 1 изображена схема "предлагаемого жидкостного компенсатара, на фиг. 2— схема стабилизации зенитного луча при наклоне прибора.

Жидкостный компенсатор содержит дно 1 сферической формы, положительную жидкост- . ную линзу 2, прозрачную жидкость 3, заполняющую цилиндрйческую ампулу 4, и крышку 5. Положительная линза 2 образована каllIUlIIIIp IMH силами и состоит из прозрачной 35 жидкости, несмешивающейся с жидкостью 3, йрй1чем плотность жидкости, образующей линзу 2, выше плотности жидкости 3 . Поэтому положительная жидкостная линза .2 расйолоа жена на дне.ампулы. Если в качестве жидкости 3 испольэовать гомолог нафталина с йоказателем преломления 1,5 — 1,7 и плотностью

0,9 — 1,1 г/см, а для образования жидкостной линзы 2 йсйольэовать фторалифатическое вещество с показателем преломления 1,2 — 14 и плотностью 1,6 — 1,8 г/см, то оптическая сила отрицательной линзы, образованной weкостью 3, будет болыпе, чем оптическая сила линзы 2 при достаточно большом радиусе кривизны ma ампулы

Дно ампуль 4 защищается органофобным покрытием; препятствующим смачиваемости дна верхней, более полярной жидкостью 3.

Жццкостный компенсатор работает следующим образам. " . 55

При неотклоненном положении прибора (фиг. 1) ось цйлиндрической ампулы 4 вертикальна и линза 2 находится в центре сферического дна 1, юэтому луч S, направленный вдоль оси амплитуды 4, не отклоняясь; выходит в зенит по отвесной пинии S. При наклоне прибора на малый угол 5 (фиг, 2) жидкостная линза сместится на величину, равную произведению радиуса r кривизны дна амплитуды на величину угла наклона.

Луч S, направленный вдоль оси камеры, отклонится компенсатором на угол с и будет

/ иметь направление S по выходе из компенсаФ тора. Отклонение луча на угол есть результат суммарного воздействия двух жидкостных ли — HoJI0 цьной г H 07pH1lBT0JIbH0H 3.

Коэффициент компенсации k определяется ,по формуле:

Ь

Величину коэффициента компенсации для устройства можно выразить как: <=И -1 — „„(,,-и

Если коэффициенты преломления жидкостей удовлетворяют соотношению:

1 Л Ч

Ъ то k(О н компенсатор стабилизирует лучи, направленные в зенит.

Если же коэфф щиенты преломления удовлетворяют соотношению.

И1 и2(Р (h — 1)

Ь то k О и компенсатор будет стабилизировать лучи„направленные в надир.

Радиус кривизны дна ампулы должен удовлетворять соотношению .

rIz — 1:.-1

1 1 - э ° (1 2

Поскольку разность показателей преломления гомолога нафталина и фторалифатического соединения равна, ° П -1 =О,Э ! то при r b коэффициент компенсации

k<6 и комп;,нсатор будет стабилизировать лучи, направленные в зенит.

Жидкостный компенсатор по.габаритам сопоставим с обычным сферическим уровнем, его целесообразно испольэовать в оптических отвесах, предназначенных для установки приборов под точкой, Возможно также применение жидкостного компенсатора в двустороннем авторедукционном оптическом отвесе. Авторедукционны»е оптические отвесы позволят улучшить условии работы маркшейдерского персонала и повысить производительность труда при цетприровании инструментов в подземных горньтх выработках по сравнению с обычными (дювеннь1ми) оптическими отвесами.

Формула изобретения

1. Жидкостный компенсатор для оптических, преимущественно геодезических приборов, со5 70525 держащий ампулу, заполненную несмешивающимися жидкостями с различными плотностями, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции при обеспечении стабилизации как надирного, так и зенитного лу- 5 чей, в нем прозрачное дно ампулы выполнено сферическим, а жидкость с большей йлот-1постыл, образующая положительную линзу, имеет объем, обеспечиваемый соотношением

Радиусов кривизны, равным: р - -

1 n„-ü, . где r — радиус кривизны дна ампулы;

Ь вЂ” радиус кривизны поверхности раздела двух жидкостей; п и п — показатели преломления жидкостей с. меньшей и большей плотностями

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Патент США У 3905707, кл. 356 — 249, онублик. 1975

2. Авторское свидетельство СССР Р 121243, кл. 6 01 С 5/02, 1958.

3. Авторское свидетельство СССР NO 285253, кл. G 01 С 15/00, 1969, 4. Патент Швейцарии и 384224, кл.42 С5/08, опублик. 1960.

5. Патент ФРГ Р 1203490, кл. 42 h 10/05, опублнк. 1965 (прототип), Составитель Л, Колюбакина

Техред Л.Алферова

Корректор Г. Назарова

РеДактор Л. Бибер

Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8013!42

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 соответственно;

k — задаваемый козффициент компен-сации.

2. Компенсатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью стабилизации луча, направленного в зенит,.более плотной жицкостью служит, например, фторалифатическое -оединение с показателем преломления

1,2 — 1,4, а менее плотной-гомолог нафталина с показателем 1,5 — 1,7.