Способ оптического исследования полировки опорных камней приборов Советский патент 1941 года по МПК G01N21/41 

Как известно, в измерительных и других приборах применяются подпятники из камней, причем при оценке камня качество полировки его кратера имеет первостепенное значение.

В настояш,ее время для оценки качества полировки кратера камня пользуются тремя способами оптического исследования.

1.Способ -непосредственного рассматривания В бинокулярный микроскоп дает грубое представление о качестве поверхности и сильно зависит от способа освещения.

2.Способ проверки качества полировки на ощупь очень остро отточенной иголкой требует большого навыка и не дает полной гарантии характеристики камня.

3.Способ рассматривания камня в монокулярный микроскоп на просвет при определенном направлении потока освещающих лучей требует также навыка и не позволяет четко отличить дефекты полирааки кратера от неровностИ дна и от внутренних включений в самом подпятнике. В виду этого, названный способ очень субъективен.

Предлагаемый способ оптического исследования полировки опорных камней приборов и.меет целью гарантировать максимальную объективность и воз.можность классификации подпятников по типам и сортам.

Этот способ основан на принципе ультрамикроскопии, т. е. на боковом освещении кратера камня, заполняемого иммерсионной жидкостью, по,казатель преломления которой близок к показателю преломления камня. Боковое освещение совершенно исключает влияние неровностей дна и включений в толщу самого камня.

На чертеже, фиг. 1 и 2 изображают поперечный разрез опорного камня, фиг. 3 - схе.му оптического исследования по предлагаемому способу.

Ультрамикроскопическое боковое освещение применяется обычно для обнаружения частиц, взвешенных в объеме прозрачной среды. Дефекты полировки расположены на границе среды (камень-воздух). Поэтому, для обнаружения их ультрамикроскопическИМ методом необходимо заполнить объем кратера иммерсионной жидкостью с показателем преломления, близким к показателю преломления камня. Тогда боковые световые лучи будут проходить сквозь границу камень - жидкость лишь с небольшим преломлением (фиг. ), не испытывая полного в«утреннего отражения. Все же шероховатости и царапины на поверхности будут вызывать рассеивание света, как в ультрамикроскопе, и будут в виде звездочек ясно видимы на темно м фоне. Это объясняется ., что, вследствие резких искривлений границы камень - жидкость, которые имеют место Б царапинах и шероховатостях, будут наблюдаться явления полного внутр ниего отражения и рассеяния бвета, несмотря на небольшую разность в показателях преломления (фиг. 2). Без жидко сти, при условии, растворения кратера близок к 90°, и следовательно, угол падения луча сбоку на стенку кратера близок к 45°, пол««му внутреннему отражению подвергается весь свет, упавший на стенку кратера; при этом весь свет отразится вниз, освещая нижнюю поверхность камня, что создает светлый фон, на котором нельзя будет увидеть центры рассеяния света. Для осуш,ествления бокового оовеш,ения, обеспечиваюш;его при наличии жидкости в кратере камня видимость дефектов поверхности, необходимо прим енить осветительное коническое зеркало 6 (фиг. 3) с углом растворения в 90°, превращаюш;ее вертикальные лучи от осветителя 8 микроскопа в горизонтальные, проникающие в подиятник сквозь боковые стенки его. KaiK ВИ1ДНО из фиг. 3, лучи, прошедшие аквозь камень 4, отражаются зеркалом 6 вниз и не могут попасть ни на объектив 1 микроскопа, ни на нижнее ОСНование камня. Коническая форма зеркала 6 обеспечивает равномерное освещение кратера 2 со всех сторон. Для избежания попадания в объектив поступающего через нижнее большое основание конуса зеркала 6 прямого света из осветителя 8 микроскопа, под основанием камня 4 пОМещается круглый затемняющий экран 5, диаметр01М райный верхнему основанию конического освети1тельного зеркала 6, куда вкладывается камень. Для обеспечения геометрической правильности поверхности жидкости (изба вления от мениска) и для защиты от пыли, камень покрывается покровным стеклом 3, смоченным снизу жидкостью. При правильной установке камня в осветительном зеркале должно получиться совершенно темное поле зрения, на котором все шероховатости, царапи ны и дефекты полировки видны в фОрме ярких звездочек и штрихов. Однако, они являются резко очерченными только в фокальной плоскости объектива I и: при малой глубине фокуса их можно четко различить лишь па тех частях стенки .кратера, на которые наведен фокус объектива. Это позволяет точно отметить расположение дефектов полировки в различных частях поверхности кратера (на различной глубине). Для рассматривания дна обтзектив следует опустить, а для рассмат.ривания края - приподнять. Таким образом все дефекты располагаются в зонах в зайисимости от глубины. Все яркие точки и штрихи, которые могут оказаться в поле зрения, но вне зоны, на которую сделана фокусировка, будут принадлежать вкраплениям в толще камня, расположенным в той же фокальной плоскости. Таким образом, спутать их с дефектами полировки невозможно. Все поле зрения целесообразно разбить при помощи специального окулярного микрометра на зоны видимости, соответствующие различным глубинам в кратере. Тогда счет дефектов и их нахождение в той или иной зоне дает возможность классифициронать камни по сортам и по типам. Отсутствие оптического блеска в полировке (весьма мелкий мат) будет казаться в виде светлых пятен, расположенных в той или другой зоне поля зрения, т. е. в той или другой части кратера. Предмет изобретения. 1. Способ Оптического исследования полировки опорных камней приборов, отличающийся тем, что кратер камня заполняют иммерсионной жидкостью с показателем преломления, близким к показателю преломления камня, освещают его сбоку и рассмаТривают, как в ультрамикроскопии, сверху вниз сквозь покровное стекло, с целью обнаружения дефектов полировки в виде центров рассеяния света на теМНом фоне.

2. Для осуществления способа по п. 1 применение - для бокового осве-

щения камня - зеркала в виде усеченного конуса, через нижнее большее основание которого, снабженное круглым затемняющим экраном, равньгм по величине верхнему основанию конуса, в которое вложен камень, происходит освещение камня.

/

2

fa-.J