Полярископ Советский патент 1993 года по МПК G02B27/28 

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

Известен полярископ, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси осветительную часть, поляризатор с элементом привода, две фазовые четвертьволновые пластины, анализатор с элементом привода и наблюдательное устройство 1.

Независимое вращение поляризацион- но-фазовых элементов обеспечивает воз1 можность демонстрации принципа работы самого полярископа, но не эффективно для практических исследования напряженного состояния конструкций методом фотоупругости из-за большого числа необходимых манипуляций оператора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым за прототип, является полярископ, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси осветительную часть, поляризатор, две четвертьволновые пластины, анализатор, наблюдательное устройство, а также расположенный параллельно оптической оси полярископа блок синхрон- ного вращения поляризующих элементов с ограничительным упором и направляющим пазом для поворота четвертьволновых пластин на угол 45° при переходе от скрещенного полярископа в режим кругово- .. . .

В этом полярископе при переходе от скрещенного полярископа к круговому не обеспечивается автоматическое соединение и разъединение приводов .поляризато- ра с анализатором, не возвращается анализатор в исходное скрещенное с поляризатором состояние при переходе от кругового полярископа к скрещенному, отсутствует устройство торможения, исклю- чающее случайный поворот оптических элементов.

При работе на этом полярископе для измерения параметра изоклины и разности Фаз в одной точке исследуемой модели не- обходимо проделать пять манипуляций с лоляризационно-фазовыми элементами.

Целью изобретения является увеличение производительности и точности измерений полярископа за счет сокращения числа манипуляций оптическими элементами полярископа и более точной их ориентации.

Цель достигается тем, что в полярископе, содержащем последовательно установ- ленные за осветителем по ходу пучка поляризатор, две четвертьволновые пластаны, анализатор, наблюдательное устройство и расположенные параллельно оптической оси приводной вал вращения поляризующих элементов с концентрически установленным на нем полым валом привода четвертьволновых пластин, направляющим пазом и упором, дополнительно установлены два промежуточных вала внут- ри полого вала привода четвертьволновых пластин концентрично приводному валу. Средний промежуточный вал соединен с элементом привода поляризатора. Внутренний промежуточный вал соединен с элементом привода анализатора с возможностью продольного осевого перемещения и относительнсго поворота элемента привода анализатора на 180°. Кроме того, в средней части этого вала закреплен упор, входящий одновременно в вертикальный ограничительный паз среднего промежуточного вала и наклонный паз внешнего вала привода четвертьволновых пластин для их поворота на 45°. Нижний конец внутреннего промежуточного вала снабжен стопором и устройством продольного осевого перемещения вала.

Кроме того, верхняя часть внутреннего промежуточного вала может быть выполнена в виде коронки из двух зубцов винтового профиля рабочих поверхностей, а элемент привода анализатора соответственно снабжен ответным устройством того же профиля.

Сущность изобретения заключается в том, что три полых вала, установленных концентрически приводному валу, на каждом из которых закреплен привод определенного поляризующего элемента, позволяют управлять каждым элементом отдельно. При этом введены новые связи, такие как вертикальный паз в среднем промежуточном валу, через который пропущен упор, закрепленный одним концом на внутреннем промежуточном валу, взаимодействующий другим своим концом с наклонным пазом, выполненным во внешнем валу четвертьволновых пластин. Это позволяет обеспечить поворот четвертьволновых пластин относительно анализатора в ограниченном диапазоне (45°), так как наклонный паз выполнен по 1 /4 винтовой траектории, и в то же время поляризатор не разворачивается относительно оптической оси, так как вертикальный паз в среднем промежуточном валу дает свободу перемещения упора только вверх-вниз, т.е. является ограничителем хода упора в горизонтальной плоскости. Одновременно с этим верхняя часть внутреннего промежуточного вала взаимодействует с элементом привода анализатора таким образом, что позволяет обеспечить его вращение в горизонтальной плоскости до 180° и возврат вала в исходное состояние, т.е. для перемещения вдоль оси в нижней части вала имеется ручка управления и стопор.

Таким образом, два дополнительных промежуточных вала, установленных концентрически, упор,закрепленный в средней части внутреннего промежуточного вала, два паза (один вертикальный в среднем промежуточном валу и один наклонный во внешнем валу привода четвертьволновых пластин), связь элемента привода анализатора с внутренним промежуточным валом с возможностью осевого перемещения и относительно поворота элемента привода на 180 позволяет создать блок синхронного вращения поляризатора с анализатором и двух четвертьволновых пластин (т.е. всех по- лярйзационно-фазовых элементов).

На чертеже представлена оптико-механическая схема полярископа.

Полярископ включает осветитель 1, поляризатор 2, две четвертьволновые пластины 3, исследуемый объект 4, индекс 5, лимб 6, анализатор 7, устройство 8 для наблюдения, приводной вал 9, элемент 10 привода анализатора, зубец ответного устройства 11, внутренний промежуточный вал 12с зубцом, средний промежуточный вал 13, полый вал 14 привода четвертьволновых пластин, наклонный паз 15, вертикальный паз 16, упор 17, стопор 18, устройство 19 осевого перемещения, диск 20 управления.

В исходном состоянии плоского скрещенного полярископа внутренний промежуточный вал .12, верхняя часть которого может быть выполнена в виде коронки из двух зубцов, зафиксирован в верхнем положении, при котором коронка находится в зацеплении с ответным устройством 11, снабженным также зубцом, при этом пло- скость поляризации поляризатора 2 скрещена с плоскостью поляризации анализатора 7, а быстрые оси фазовых четвертьволновых пластин 3.соответственно совмещены с ними. Поиск направления (параметра изокли- ны) в исследуемом объекте 4 производится с помощью вращения диска 20 управления, при этом все поляризационно-фазовые элементы синхронно вращаются. После нахождения направления главных напряжений в объекте внутренний промежуточный вал 12 переключается в нижнее положение и выходит из зацепления с элементом 10 привода анализатора при помощи устройства 19 осевого перемещения, выполненного в ви- де рычага, взаимодействующего с кольцевой проточкой на валу. Затем этот вал закрепляется стопором 18. выполненным,

например, в виде пяты торможения (закрепленной на валу втулки с фланцем), взаимодействующей с фрикционной пластиной, при этом посредством ограничительного упора 17 и винтового паза 15 разворачивается полый вал 14 привода четвертьволновых пластин на 4.5°,.обеспечивая тем самым работу кругового полярископа. Вращая диск 20 управления, через приводной вал 9 и элемен 10 привода анализатора вращается анализатор 7, компенсируя по методу Тарди разность хода в исследуемой точке объекта.

По окончании измерений.разности хода рычагом 19 переключается вал 12 в верхнее положение и коронка с зубцом входит в зацепление, при котором все поляризационно-фазовые элементы возвращаются в исходное состояние плоского скрещенного полярископа.

В связи с предложенной конструкцией обеспечивается автоматизация соединения-разъединения анализатора и ориентация поляризационно-фазовых элементов, снижается количество манипуляций оператора, исключается возможность случайных ошибок, ориентации и повышается производительность в 1,5 раза, Наличие диска управления, расположенного в нижней части полярископа, создает дополнительные устройства в работе, так как локтевые суета-. вы оператора при работе с прибором постоянно опираются на плоскость стола.

Как следствие более точной автоматической ориентации фазовых четвертьволновых пластин повышается точность измерения прибора на 5%.

Использование: в поляризационных приборах для исследования напряжений методом фотоупругости. Сущность изобретения: полярископ содержит последовательно установленные за осаетитетелём по ходу пучка осветитель 1, поляризатор 2, две четвертьволновые пластины 3, анализатор 7, наблюдательное устройство 8 и расположенные параллельно оптической оси приводной вал 9 вращения поляризующих элементов с концентрически установленным на нем полым валом 14 привода четвертьволновых пластин, направляющим пазом и упором 17, а также два дополнительных промежуточных вала, установленных кон- центрично приводному валу 9 и внутри полого вала 14 четвертьволновых пластин. Средний промежуточный вал 13 соединен с элементом привода поляризатора, а внутренний промежуточный вал 12 соединен с элементом 10 привода анализатора с возможностью перемещения вала вдоль оси и относительного поворота элемента привода анализатора до 180°. Упор 17 закреплен в средней части этого вала и входит одновременно в вертикальный паз 16 среднего промежуточного вала и наклонный паз 15 внешнего вала привода четвертьволновых пластин для их поворота на 45°. а нижний конец вала снабжен стопором 18 и устройством 19 осевого перемещения вала. Верхняя часть внутреннего промежуточного вала может быть выполнена в виде коронки из двух зубцов винтового профиля рабочих поверхностей, а элемент привода анализатора соответственно снабжен ответным устройством того же профиля. 1 з.л.ф-лы, 1 ил. 4J Ю 04

Формула изобретения 1. Полярископ, содержащий последовательно установленные осветитель, поляризатор с элементом привода, две четвертьволновые пластины, анализатор с элементом привода, наблюдательное устройство, блок вращения поляризующих элементов, включающий приводной вал, расположенный параллельно оптической оси, а также концентрически установленный на нем полый вал привода четвертьволновых пластин, снабженный направляющим пазом и сопряженным с ним упором, отличающийся тем, что, с целью повышения поизводительности процесса измерений и точности измерений, 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 и приводной вал соединены с элементом привода анализатора и установлены с возможностью осевого перемещения, и снабжен устройством, обеспечивающим относительный поворот элементов привода анализатора до 180°, при этом упор закреплен в средней части внутреннего полого вала и сопряжен с выполненным в средней части среднего промежуточного вала вертикальным пазом и пазом вала привода четвертьволновых пластин, выполненным наклонным, при этом внутренний полый вал снабжен стопором и устройством осевого перемещения.

анализатора.

рабочих поверхностей, расположенных в верхней части внутреннего промежуточного вала, и ответного устройства того же профиля, расположенного на элементе привода