DE1572735B1

DE1572735B1 - Optische Vorrichtung zur UEberpruefung der Brechungseigenschaften planparalleler,lichtdurchlaessiger Proben

Info

Publication number: DE1572735B1
Application number: DE19671572735
Authority: DE
Inventors: Muffoletto Carl Verne
Original assignee: MUFFOLETTO CARL V
Current assignee: MUFFOLETTO CARL V
Priority date: 1966-05-10
Filing date: 1967-05-09
Publication date: 1970-07-30
Also published as: US3468610A; GB1137605A

Description

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Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träzur Überprüfung der Brechungseigenschaften plan- ger am Eingang eines Schutzrohres angeordnet ist, paralleler, lichtdurchlässiger Proben, durch welche das auf der gleichen Grundplatte mit zwei starren das gebündelte Licht einer Lochblende hindurch, von Trägern festgehalten, endseitig durch den Hohlspieeinem Kugelspiegel reflektiert, in dessen Brennpunkt- 5 gel abgeschlossen und davor durch einen breiten Ausebene fokussiert und durch ein darauf gerichtetes schnitt zur Aufnahme der optischen Proben unterFernrohr das Bild der Lochblende sowohl an einer brachen ist, die durch eine dicht auf das Schutzrohr Schlierenblende nach dem Koinzidenzsystem, als aufgeschobene und über dessen Ausschnitt zurückauch mit freiem Blickfeld über zwei in den Lichtweg schiebbare Rohrhülse nach außen hin vollständig abeingeschaltete Polarisatoren auf Fehler durch Dop- io deckbar sind, pelbrechung zu betrachten ist. Das fest auf der gemeinsamen Grundplatte abge-

Diese Vorrichtung soll allgemein und für beide stützte Schutzrohr dient gleichermaßen zum Abgenannten optischen Prüfmethoden verwendbar sein, schluß des Lichtweges, zur Aufnahme des Kugelsowie die dazu bekannten optischen Elemente um- spiegeis und zum raschen Einsatz zylindrischer Profassen, wozu auch der für die Koinzidenzmessung er- 15 ben, die in der optischen Achse zentriert und ungleich forderliche Spiegel oder ein Prisma für die Ablen- mit einem Griff abdeckbar sind durch die vorgekung der von der Lochblende kommenden Licht- schlagene Rohrhülse. Diese kann auch dann mit Vorstrahlen in die Achse des Kugelspiegels gehört. teil verwendet werden, wenn größere Proben zu

Schlierengeräte dieser Art sind seit langer Zeit untersuchen sind und dann die Rohrhülse bis dicht

bekannt. Der doppelte Lichtdurchgang durch die nahe ao an die betreffende Probe herangeschoben wird, was

am Kugelspiegel angeordnete Probe ergibt größere für den optischen Prüfvorgang vollständig ausreicht.

Empfindlichkeit beim Aussuchen optischer Fehler Auf der anderen Seite kann auch die Schlierenblende

und den Vorteil eines räumlich beschränkten Auf- rasch aus dem Blickfeld entfernt werden, während

baues bei großer Brennweite. Die für Kontrollmes- die Polarisatoren dieSchtferenprüfung überhaupt nicht

sungen bei der industriellen Fertigung möglichst 25 behindern, wenn man nur den Analysator auf die

rasch an zahlreichen Proben durchzuführende Ma- gleiche Polarisationsrichtung einstellt wie die vom

terialprüfung kann ohne Rücksicht vom Abstand der Kugelspiegel reflektierte Strahlung.

Fehler gegenüber dem Kugelspiegel abhängige Ver- Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen

doppelung des Schliereneffektes voll erreicht wer- Vorrichtung besteht darin, daß damit im Bedarfs-

den, jedoch ist die bei den bisher bekannten optischen 30 fall auch mit den gleichen Vorteilen flüssige Proben

Prüfgeräten übliche Ausführung, Anordnung und optisch geprüft werden können, und zwar durch einen

Handhabung nur unter bestimmten Voraussetzungen zylindrischen Probenträger zur Aufnahme von Flüs-

labormäßig brauchbar, gegen mechanische Erschütte- sigkeiten, auf beiden Stirnseiten mit planparallelen

rungen empfindlich und die notwendige Abschattung Sichtscheiben abgeschlossen, passend in den Aus-

von Streulicht notwendig. 35 schnitt des Schutzrohres einsetzbar und dessen Man-

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine telfläche oben durch einen Ausschnitt zum Einfüllen

optische Vorrichtung zu schaffen, bei der diese Nach- der Flüssigkeiten offen ist.

teile nicht bestehen und mit der man in zuverlässiger In der Zeichnung ist das optische Prinzip und da-

Weise nicht nur die Schlierenprüfung durchführen zu ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

kann, sondern auch die bekannte Untersuchung auf 40 Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

Doppelbrechungen mit zwei Polarisatoren, von denen F i g. 1 das Prinzip der bekannten Koinzidenz-

der eine am Eingang des Lichtweges und der andere Schlierenmessung,

am Ausgang des Lichtweges als Analysator benutzt F i g. 2 die Seitenansicht der optischen Vorrichtung

und so eingestellt wird, daß bei einer idealen opti- und dazu

sehen Probe fast kein Strahlendurchgang mehr statt- 45 F i g. 3 die Draufsicht auf die gemeinsam und verfindet, während Fehler durch Doppelbrechung deut- schieblich am gleichen Träger vor dem Schutzrohr lieh wahrnehmbar werden als Aufhellungen des mit angeordneten Teile, sowie

einem weiten Blickfeld betrachteten optischen Ma- F i g. 4 in vergrößerter Darstellung den Proben-

terials. Außerdem soll eine solche optische Vorrich- behälter für Flüssigkeiten.

tung im Bedarfsfall auch für flüssige Proben ver- 50 Aus Fig. 1 sind die für eine Schlierenmessung

wendbar sein, deren gleichmäßige Durchmischung nach dem Koinzidenzverfahren bekannten optischen

bzw. Brechungsindex kontrolliert werden kann. Elemente ersichtlich. Eine Lichtquelle 34 umschließt

Für den angestrebten Zweck braucht die Vorrich- eine Glühlampe 36, von der das Licht durch einen tung also nur die notwendigsten optischen Teile zu Kondensor 38 durch eine Lochblende 35 auf ein umfassen, da im allgemeinen bei der industriellen 55 Prisma 40 fällt und in Richtung zu einem Kugel-Fertigung nur das Rohmaterial, also auch feste Pro- spiegel 24 durch die zu untersuchende Probe 26 hinben nur in zylindrischer Form untersucht werden, durch, sowie fast in der gleichen Richtung zurück also die Materialeigenschaften und nicht der optische im Brennpunkt P an einer messerförmigen Schlieren-Schliff, blende 42 fokussiert wird und vom Auge betrachtet

Eine optische Vorrichtung, die diesen Zweck in 60 werden kann als Bild der Lochblende. Diese kann überraschend brauchbarer und einfacher Weise er- bekanntlich ein rundes Loch oder ein Spalt sein. Im füllt und vielseitig verwendbar und wegen ihres sta- Bereich A werden die Lichtstrahlen zum Kugelspiebilen Aufbaues gegen mechanische Erschütterung un- gel 24 abgelenkt und fast im gleichen Raum B reempfindlich sowie auch rasch und zuverlässig gegen flektiert.

einfallendes Licht abschirmbar ist, erhält man gemäß 65 F i g. 2 und 3 zeigen die optische Vorrichtung 10

der Erfindung dadurch, daß die Schlierenblende ver- mit den Merkmalen der Erfindung, bei der die

stellbar und mit den beiden Polarisatoren gemeinsam Schlierenblende 42 verstellbar 44 und mit den beiden

mit der Lichtquelle und dem Stativ des Fernrohres Polarisatoren 56, 58 gemeinsam mit der Lichtquelle

34 und dem Stativ 46 des Fornrohres 48 in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träger 28 am Eingang eines Schutzrohres 18 angeordnet sind, das auf der gleichen Grundplatte 12 mit zwei starren Trägern 12, 14 festgehalten, endseitig durch den Hohlspiegel abgeschlossen und davor durch einen breiten Ausschnitt 20 zur Aufnahme der optischen Proben 26 bzw. 26 α unterbrochen ist, die durch eine dicht auf das Schutzrohr 18 aufgeschobene und über dessen Ausschnitt 20 zurückschiebbare Rohrhülse 22 nach außen hin vollständig abdeckbar sind.

Bei der außerordentlich stabilen Anordnung der genannten Teile braucht also nur der auf der gemeinsamen Grundplatte 12 verschiebliche Träger 28 zweckmäßig an zwei Führungsstangen 30 mit einer Stellschraube 32 auf den Brennpunkt eingestellt zu werden. Die in seiner Mittelebene angeordnete Schlierenblende 42 kann gleichfalls mit einer Stellschraube 44 im Bedarfsfall aus dem Blickfeld heraus oder in das Blickfeld eingeschoben werden. Das Stativ 46 des Fernrohres 48, sowie der Polarisator 56 und der Analysator 58 sind als bekannte Polarisationsfilter ortsfest am Träger 28 angeordnet, der Analysator zweckmäßig drehbar. Auch die zu untersuchende Probe 26 kann ohne Änderung ihrer Lage in der optischen Achse gedreht werden, wenn die Probe aus festem Material besteht. Der breite Ausschnitt 20 ist auch für wesentlich dickere Proben und zum Einstellen von großen Scheiben aus Glas geeignet, nur kann in diesem Falle die Rohrhülse 22 dann nicht ganz bis über den Kugelspiegel 24 geschoben werden. In allen anderen Fällen ist der optische Strahlenweg im Schutzrohr 18 vollständig abgedeckt. Die zur Schlierenprüfung und zur Fehlerbetrachtung auf Doppelbrechungen vielseitig verwendbare Vorrichtung kann als Ganzes ohne Änderung ihrer Einstellung transportiert werden und steht damit auch viel handlicher und rascher an beliebiger Stelle zur Verfügung, als die bisher bekannten optischen Anordnungen, deren einzelne Geräteteile jedesmal erneut zusammengestellt und justiert werden müssen.

F i g. 4 zeigt das besonders praktische Hilfsmittel für die genannten Untersuchungen an flüssigen Proben, uhd zwar einen zylindrischen Probenträger 26 a zur Aufnahme von Flüssigkeiten, auf beiden Stirnseiten mit planparallelen Sichtscheiben 54 abgeschlossen, passend in den Ausschnitt 20 des Schutzrohres 18 einsetzbar und dessen Mantelfläche 50 oben durch einen Ausschnitt 52 zum Einfüllen der Flüssigkeiten offen ist.

Es ist klar, daß die Erfindung keineswegs das eine oder andere optische Prinzip betrifft, sondern vielmehr eine besonders praktische Vorrichtung für rasche, zuverlässige und an beliebigen Proben durchführbare Kontrollen zur Überwachung der industriellen Fertigung mit möglichst geringem technischem Aufwand und auch weitgehend unempfindlich gegen mechanische Erschütterungen oder die am Aufstellungsort herrschenden Lichtverhältnisse. Dabei ist natürlich das Rohr für optische Geräte seit jeher üblich, jedoch bisher in keinem Falle in so praktischer Weise zugleich als Abstützung und Aufnahmebehälter mit einem weiten Ausschnitt ausgestaltet worden, der die zylindrischen Proben allein durch ihre Abmessungen zentriert und senkrecht zum Strahlengang bringt sowie gleichzeitig durch das vorgeschlagene Füllrohr auch vollständig abgedeckt werden kann. Die schon von Foucauld genannte, später von Toepler beschriebene und noch heute bewährte Koinzidenz-Schlierenprüfung kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch im Bedarfsfalle mit der Prüfung auf Doppelreflektionen mit der bekannten Polarisationsmethode für beliebige feste oder flüssige Proben nun in praktischer Weise mit überraschend einfachen Mitteln unmittelbar für die industrielle Fertigung eingesetzt werden, also für planparallele und vorzugsweise zylindrische Proben und ohne den sonst üblichen labormäßigen Aufwand. Die einmal stabil gefertigte Vorrichtung bedarf keiner Justierung, ausgenommen natürlich die zweckmäßige Nachstellung, auf den sich bei dicken Proben verschiebenden Brennpunkt P und die wahlweise durchführbare Einstellung der Schlierenblende 42, jeweils mit einer stabilen Stellschraube 32 bzw. 44. Die Vorteile der vorgeschlagenen Vorrichtung in ihrer Gesamtheit ergeben ein überraschend brauchbares Arbeitsgerät, das auch im Hinblick auf bauliche Einzelmerkmale aller bisher bekannten optischen Geräte eine neuartige Konstruktion und für die zuverlässige industrielle Massenfertigung einen erheblichen Fortschritt darstellt, weil es mit weniger Aufwand rascher und vielseitiger anwendbar ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Optische Vorrichtung zur Überprüfung der Brechungseigenschaften planparalleler, lichtdurchlässiger Proben, durch welche das gebündelte Licht einer Lochblende hindurch, von einem Kugelspiegel reflektiert, in dessen Brennpunktebene fokussiert und durch ein darauf gerichtetes Fernrohr das Bild der Lochblende sowohl an einer Schlierenblende nach dem Koinzidenzsystem, als auch mit freiem Blickfeld über zwei in den Lichtweg eingeschaltete Polarisatoren auf Fehler durch Doppelbrechung zu betrachten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlierenblende (42) verstellbar (44) und mit den beiden Polarisatoren (56, 58) gemeinsam mit der Lichtquelle (34) und dem Stativ (46) des Fernrohrs (48) in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träger (28) am Eingang eines Schutzrohres (18) angeordnet ist, das auf der gleichen Grundplatte (12) mit zwei starren Trägern (12, 14) festgehalten, endseitig durch den Hohlspiegel abgeschlossen und davor durch einen breiten Ausschnitt (20) zur Aufnahme der optischen Proben (26 bzw. 26 d) unterbrochen ist, die durch eine dicht auf das Schutzrohr (18) aufgeschobene und über dessen Ausschnitt (20) zurückschiebbare Rohrhülse (22) nach außen hin vollständig abdeckbar sind.

2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Probenträger (26 a) zur Aufnahme von Flüssigkeiten, auf beiden Stirnseiten mit planparallelen Sichtscheiben (54) abgeschlossen, passend in den Ausschnitt (20) des Schutzrohrs (18) einsetzbar und dessen Mantelfläche (50) oben durch einen Ausschnitt (52) zum Einfüllen der Flüssigkeiten offen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy