РЕФРАКТОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01N21/45 G01C1/00 

Изобретение отиоюится к устройствам для 01пределе,ния влияния рефракции, в первую очередь, три геодеэичеоких изме1рееиях.

Иэвеютяые .рефраисто.метры, осно вавные на измерении спектральной дисперсии, коода сра1В Н1Ивают Ся смещения или иятенсивиости световых noToiKOiB различной длины «олны, прюшедшие вдоль исследуемой линии, не обес1печи1вают точ1ности, требуемой для высокоточных угловых иэмереший.

iB известных ре|ф,ра1кто1.мет1рах световые потоки различной длины волны попеременно подаются по раздельным каналам на фот одетвкто1р, который вырабатывает оипнал, зависящий от соотношения инte,нcиlвнocтeй.

В предлатаемом устройстве для повышения то 41ности определения рефракции в «аждюм из каналов раз-мещены двоякопреломляю|щ.ие элементы, например пластииы из жриСталличеокюго мварца, толщины которых вьШраны в соответствии с длиной волны световых потоков, а перед фотодетектором помещен поляроид-анализатор, например, общий для обоих ка1налов, для получения интерферанциоданой картины на чувст;вительной поверхности фотодетектора.

горизонтально под углом 45° к направлению световых потоков.

Кроме того, для повышения чувствительности при определееии вертикальной рефрак5 ции, Д1воякопрело1мляющие элементы повернуты на 90° относительно оси, совпадающей с напра Вле,ние|М падения световых потоков.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого рефрактометра.

0 :В одной из точек на конце линии, для которой из1меря.ется величина рефракции, установлены два оптических квантовых генератора ./ и 2, непрерывное излучение 1которых имеет длину волны 0,45 Л1км, напр1имер,

5 для генератора 1 и Л2 0,бЗ мкм для тенератора 2. Излучения от генераторов поочередно проходят через диск 3 прерывателя, укрепленного на валу 4 электродвигателя. С помощью колли1М1ирующих систем 5 и 6 излучение направляется в приемное двух1Канальное устройство на другом конце линии.

Поочередно попадающие .на приемную телескопическую систему 7 Световые потоки различного цвета разделяются полупрозрач5 нькм 8 и отражающ1им 9 зеркалами, а также соответствующими фильграми. В каждо,м из образовавш1ИХ1Ся после разделения каналОВ помещается двоякопреламляющий кристалл, например пластины W и 11 из кристалличесветовой пучок с длиной волны Xi, а через пластину // - с длиной волны KzЕсли просвечивать параллельным пучком плоскополяризоваяного монохро,матичеокого света одноосный кристалл, обладающий двойНЫ|М лучепреломлением, под углом к его главной оои, то (Наблюдается следующий ,фект. в кристалле образуются и раопростраияются с различной скоростью два световых луча, (обьпкновенный и необык1новенный). Ввиду того, что оптические пути Обьикновенных и .необыкновенных воли, распрост1раняю1цих1ся в кристалле, не одинаковы, при выходе из крИсталла у них накапливается определенная разность хода. После прохождения кристалла обе световые волны, будучи сведанными в одну плоскость поляризации, интерферируют. Результат интерференции по своей иатенсивкости зависит от разности хода, пр,иобрете|Н|НОЙ в кристалле, .которая, в свою очередь, зависит от направления распространения авета в кристалле относительно его оси.

Для получения большей угловой чувствительности устрой ств,а при намерении горизоеталыных углов, ось кристалла р.аополагается в горизонтальной плоскости и соста1вля-ет угол в 45° с направлением проходящего сквозь кристалл света. Плоскость поляризации подающего на кристалл света составляет с горизонтом угол в 45°. После «ристаллических пластин установлеи поляроид-анализатор 12, создающий интерференционную картину на катоде фотодетектора 13. Прн изменении направления падающеГО на кристалл света в горизонтальной плоокост1и изменяется интенсивность светового потока, падающего на катод фотоприемника.

Из;мвнание интенсивности падающего на катод света связано периодической зависимостью с иаменением угла между -сиптической осью кр.исталла и направлением проходящего света. Угловая величина периода этой зависимости для света с A,i 0,45 мкм и кварцевой плactины 10 толщиной 35 мм составляет величину порядка 7. Во втором канале, образованном светом с 2 0,63 мкм, для получения той же периодичности примеНеиа кварцевая пластина 11 толщиной 53 мм. Для выравнивания освещенности на фото1прие1МHHiKe от первого и второго каналов (гори отсутствии рефракции) служит дополнительный юстируемый поляроид 14.

Относительное угловое смещение приходящего света и оси фотоэлектрического приемника (при отсутствии рефракции) вызывает одинаковые изменения оовещеннасти катода фотолрием.ннка первым и вторым каналами. При наличии рефр-аиции в атмосфере за счет дисперсии образуется угол между приходящими на фотоэлектрический приемник пучками красного и синего света, что вызывает разную освещенность катода фотоприемника первым и вторым каналами.

Так как свет от источников приходит поочередно, возникает переменный ток. Переманное напряжение, снимаемое с напрузки фотодетектор а 13, усиливается усилителем 15 и фиксируется индикатором 16. Для измерения величины дисперсионных

углов служит поворотный кварцевый компенсатор 17, установленный во BTOpoiM канале. Поворотом кварцевой пластины добиваются минимальных показаний индикаторного прибора, а затем с отсчетного приспособления, заранее откалиброванного, считывается угловая величина дисперсии.

При необходимости фотоэлектрический приемник и излучатель могут быть объединены в ОДНОЙ измерительной точке, а на втоpoiM конце контролируемого направления в этом случае должен быть установлен оптический уголковый отражатель. Для измерения вертикальной рефракции пластины 10 и 11 должны быть повернуты 1на 90° относительно

оси приходящих световых inOTOKOiB.

Предмет изобретения

1.Рефрактометр, преимущественно, для геодезических из|мерений, содержащий излучатель, направляющий вдоль исследуемой линии попеременно два световых потока различной длины волны и приемник с отдельными каналами для каждого из свето вых потоков, подводимых к общему фотодетектору,

вырабатывающему сигнал, зависящий от соотноше|ния интенсивностей световых потомков, отличающийся тем, ч:то, с целью повышения ТОЧ1НОСТИ определения рефракции, в каждом из каналов размещены двоякопреломляющие

элементы, например пластины из кристаллического кварца, толщины которых выбраны в соот1вет1ствии с длиной .волны световых потоков, а перед фотодетектором помещен поляроид-анализатор, например, общий для

обоих каналов, для получения интерференционной картины на чувствительной поверхности фотодетектора.

2.Рефрактометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности при определении боковой рефракции при угловых измерениях, главная ось двоякопреЛ01мляющего элемента в каждом из каналов расположена горизонтально под углом 45° к паправланию падения световых потоков.

3. Рефрактормет1р по п. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительноСти при определении вертикальной рефракции, двояякоореломляющие элементы повернуты на 90° относительно оси, совпадающей с

направлением падения световых потоков.

; 5

Т 1 4 сь-чнйнь j

ЬУ

4н7 -М--а

JU

гд 0

5 //

Г7