ПОЛЯРИСКОП Российский патент 1994 года по МПК G02B27/28 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в поляризационных приборах для исследования напряжений методом фотоупругости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является полярископ, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси осветитель, поляризатор, две четвертьволновые пластины, анализатор, наблюдательное устройство и блок вращения поляризующих элементов, включающий приводной вал, параллельный оптической оси полярископа, и установленный концентрично ему полый вал привода четвертьволновых пластин [1].

Целью изобретения является повышение производительности работы полярископа, что обеспечивается за счет сокращения манипуляций с оптическими элементами полярископа, а именно за счет автоматизации процесса ввода-вывода светофильтра из хода лучей при переходе от кругового полярископа к скрещенному и обратно.

Цель достигается за счет того, что в полярископе, содержащем последовательно установленные вдоль оптической оси осветитель, поляризатор, две четвертьволновые пластины, анализатор, наблюдательное устройство и блок вращения поляризующих элементов, включающий приводной вал, параллельный оптической оси полярископа, и установленный концентрично ему полый вал привода четвертьволновых пластин, введены установленные концентрично этому полому валу внутри него внутренний полый вал, снабженный устройством осевого перемещения и выполненный с возможностью взаимодействия с элементами приводов поляризатора и четвертьволновых пластин и с соединенным с приводным валом элементом привода анализатора, и средний промежуточный полый вал, соединенный с элементом привода поляризатора, а также введены светофильтр, компенсационная пластина и устройство их последовательной установки на оптической оси полярископа, при этом устройство осевого перемещения внутреннего полого вала выполнено в виде рычажной двусторонней вилки с подшипниками на концах, входящими, с одной стороны, в кольцевую проточку внутреннего полого вала, а с другой стороны - в паз радиально-торцового кулачка, закрепленного на валу с рычагом управления, а устройство установки светофильтра и компенсационной пластинки выполнено в виде рычага, установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оптической оси полярископа, на одном плече которого установлены вдоль траектории его поворота светофильтр и компенсационная пластинка, а другое плечо поджато пружиной к торцовой поверхности радиально-торцового кулачка устройства осевого перемещения.

На фиг. 1 представлена оптико-кинематическая схема полярископа; на фиг. 2 - схема устройства для последовательной установки светофильтра или компенсационной пластины на оптической оси полярископа.

Полярископ состоит из осветителя 1, поляризатора 2, двух четвертьволновых пластин 3, исследуемого объекта 4, индекса 5, шкалы 6, анализатора 7, наблюдательного устройства 8, вала 9 управления, привода анализатора 10 со шкалой 11, коронки 12 с двумя зубцами, внутреннего полого вала 13 с ответной коронкой 14, привода поляризатора 15 с промежуточным полым валом 16, привода 17 фазовых четвертьволновых пластин с полым валом 18, винтового ограничительного паза 19, вертикального паза 20, ограничительного упора 21, кольцевой проточки 22, рычажной двусторонней вилки 23 с подшипниками 24, 25 на концах, пяты 26 торможения, фрикционного устройства 27, диска 28 управления, радиально-торцового кулачка 29, вала 30, рычага 31 управления, рычага 32 с упором 33, светофильтра 34, компенсационной пластинки 35 и пружины 36.

В исходном состоянии плоского скрещенного полярископа рычаг 31 управления с валом 30 и кулачком 29 повернуты влево. Левое плечо рычажной двусторонней вилки 23 поднято вверх, правое соответственно вниз и подшипник 25 установлен в правой части паза кулачка 29. Упор 33 рычага 32 поджат пружиной 36 к торцу кулачка во впадине его наклонного профиля, и в ход лучей полярископа введена компенсационная пластинка 35. Внутренний полый вал 13 зафиксирован в верхнем положении, при котором коронка 14 находится в зацеплении с ответной коронкой 12. При этом плоскость поляризации поляризатора 2 скрещена с плоскостью поляризации анализатора 7, быстрые оси фазовых четвертьволновых пластин 3 соответственно совмещены с ними, пятна 26 торможения разомкнута с фрикционным устройством 27.

Поиск направления (параметра изоклины β ) в исследуемом объекте 4 производится с помощью вращения диска 28 управления, при этом все поляризационно-фазовые элементы синхронно вращаются. Отсчет параметра производится по шкале 6 и индексу 5. После нахождения направления главных напряжений в исследуемой точке объекта рычаг 31 управления вместе с валом 30 и кулачком 29 поворачивается вправо. Подшипник 25 перемещается по пазу кулачка, поворачивая вилку 23, и через подшипники 24 и кольцевую проточку 22 перемещает внутренний полый вал 13 вниз, расцепляя зубчатые коронки 12, 14. При этом упор 21, скользя по винтовому ограничительному пазу 19 и вертикальному пазу 20 валов 16, 18 через привод 17, разворачивает четвертьволновые пластины 3 на 45^о, оставляя неизменным положение поляризатора и анализатора и обеспечивая тем самым работу кругового полярископа. Перемещаясь вниз, вал 13 стопорится, опираясь пятой 26 торможения на фрикционное устройство 27. Торец кулачка 29, воздействуя на упор 33 вершиной своего наклонного профиля, поворачивает рычаг 32,вводя в ход лучей полярископа светофильтр 34. Вращая диск 28 управления через вал 9 управления и привод анализатора 10, поворачивают только анализатор 7, компенсируя по методу Тарди разность хода δ в исследуемой точке объекта 4. Отсчет величины разности хода в долях интерференционной полосы производится по шкале 11 и индексу 5. После окончания измерений разности хода рычаг 31 управления поворачивается влево, пружина 36 возвращает светофильтр 34 в нерабочее положение и включает в ход лучей полярископа компенсационную стеклянную пластинку 35, исключающую нарушение хода лучей в наблюдаемом устройстве 8. Вилка 23 через подшипники 24 и кольцевую проточку 22 перемещает внутренний полый вал 13 вверх, отделяя пяту 26 торможения от фрикционного устройства 27 и вводя зубчатые коронки 12, 14 в зацепление. При этом зубчатая коронка 12, скользя своими винтовыми поверхностями по таким же поверхностям ответной коронки 14, через привод 10 возвращает анализатор 7 в скрещенное с поляризатором положение. Упор 21, перемещаясь вверх по винтовому пазу 19, через полый вал 18 и привод 17 возвращает четвертьволновые пластинки 3 в исходное состояние плоского скрещенного полярископа.

Использование: для исследования напряжений методом фотоупругости. Сущность изобретения: устройство осевого перемещения полого вала, выполненного с возможностью взаимодействия с элементами приводов поляризатора и четвертьволновых пластин и с соединенным с приводным валом элементом привода анализатора, выполнено в виде рычажной двусторонней вилки с подшипниками на концах, входящими с одной стороны в кольцевую проточку внутреннего полого вала, а с другой стороны - в паз радиально-торцового кулачка, закрепленного на валу с рычагом управления. Устройство установки светофильтра и компенсационной пластинки выполнено в виде рычага с упором, на одном плече которого установлены светофильтр и компенсационная пластинка, а другое плечо поджато пружиной к торцовой поверхности кулачка. 2 ил.

ПОЛЯРИСКОП, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси осветитель, поляризатор, две четвертьволновые пластины, анализатор, наблюдательное устройство и блок вращения поляризующих элементов, включающий приводной вал, параллельный оптической оси полярископа, и установленный концентрично ему полый вал привода четвертьволновых пластин, отличающийся тем, что введены светофильтр, компенсационная пластинка и устройство их последовательной установки на оси полярископа, а блок вращения поляризующих элементов дополнительно снабжен двумя полыми валами, установленными концентрично приводному валу внутри полого вала привода четвертьволновых пластин, при этом средний промежуточный вал соединен с элементом привода поляризатора, а внутренний промежуточный вал снабжен устройством осевого перемещения и выполнен с возможностью взаимодействия с элементами приводов поляризатора и четвертьволновых пластин и с соединенным с приводным валом элементом привода анализатора, причем устройство осевого перемещения внутреннего полого вала выполнено в виде рычажной двусторонней вилки с подшипниками на концах, входящими с одной стороны в кольцевую проточку внутреннего полого вала, а с другой стороны - в паз радиально-торцевого кулачка, закрепленного на валу с рычагом управления, а устройство установки светофильтра и компенсационной пластинки выполнено в виде рычага, установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к оптической оси, на одном плече которого установлены вдоль траектории его поворота светофильтр и компенсационная пластинка, а другое плечо поджато пружиной к торцевой поверхности радиально-торцевого кулачка устройства осевого перемещения.