SU1721633A1

SU1721633A1 - Устройство фиксации осевых микроперемещений

Info

Publication number: SU1721633A1
Application number: SU894629872A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Бойков; Сергей Владимирович Быстров; Андрей Васильевич Смирнов; Михаил Сергеевич Чежин
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1989-01-02
Filing date: 1989-01-02
Publication date: 1992-03-23

Description

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в системах юстировки оптических приборов, в адаптивной оптике.

Целью изобретения является повышение точности фиксации заданных положений стержня и упрощение технологичности конструкции.

На чертеже схематично изображена конструкция устройства фиксации осевых микроперемещений.

Устройство состоит из втулки 1, обхватывающей фиксируемый стержень 2. На обоих концах втулка 1 герметично соединена со стержнем 2 при помощи мембран 3. Герметичное соединение мембран 3 со стержнем 2 может обеспечиваться, например, с помощью винтовых соединений 4. Объем между втулкой 1, стержнем 2 и мембранами 3 заполнен легкоплавким металлом 5. В средней части втулки 1 по ее периметру расположены нагревательно-охлаждающие элементы, например элементы Пельтье 6, имеющие тепловой контакт с металлом 5. К элементам Пельтье подключены проводники 7.

Кроме того, внутренняя поверхность втулки 1 и внешняя поверхность стержня 2 в зоне их контакта с легкоплавким металлом 5 выполнены рифлеными.

Устройство работает следующим образом.

По проводникам 7 через элементы Пельтье 6 пропускают электрический ток в направлении, обеспечивающем выделение тепла на спаях элементов Пельтье, контактирующих с металлом 5. Металл 5 расплавляется и стержень 2 получает возможность осевого перемещения относительно втулки 1 в диапазоне, ограниченном упругостью мембран 3, Во время установки заданного положения стержня 2 ток через проводники 7 поддерживается на уровне, обеспечивающем достаточное количество тепла для поддержания металла 5 в жидком состоянии. Для фиксации заданного положения стержня 2 относительно втулки 1 направление тока в проводниках 7 переключают на обратное, что приводит к поглощению тепла в зоне контакта элементов Пельтье 6 с металлом 5. В результате металл 5 охлаждается и начинается его кристаллизация от центра втулки 1 к ее краям.

Интенсивность поглощения тепла элементами Пельтье должна быть такой, чтобы обеспечить необходимый для описанного процесса градиент температуры от центра втулки к ее краям. В случае, если металл 5 при застывании расширяется, фронт кристаллизации выталкивает жидкую фазу к краям втулки и в конце процесса она деформирует мембраны, практически не сместив стержень 2 относительно втулки 1, так как кристаллизация в обоих направлениях идет равномерно, а к концу процесса средняя часть стержня уже закреплена во втулке застывшим металлом. В случае, если металл 5 при застывании сжимается, фронт кристаллизации вбирает в себя жидкую фазу и в конце процесса мембраны слегка деформируются атмосферным давлением, опять же практически без смещения стержня 2. После застывания металла 5 ток в проводниках 7 может быть выключен до следующей перестройки положения стержня 2. Температурные деформации металла 5 в твердом состоянии направлены не на смещение стержня 2, а на его растяжение или сжатие, а так как жесткость стержня 2 выше жесткости прослойки металла 5 (вследствие большой площади сечения), то это не приводит к заметным смещениям его положения.

Устройство фиксации осевых микроперемещений может быть изготовлено из следующих элементов: втулка 1 и стержень 2 из инвара или суперинвара, имеющего близкий к нулю температурный коэффициент расширения: мембраны 3 из какого-либо упругого металла, например бериллиевой бронзы; в качестве легкоплавкого металла 5 могут быть использованы различные сплавы, например сплавы Розе (Т_Пл. = 97°С), д’Арсе (Тпл. = 79°С), Вуда (Т_пл. = 68°С) и другие; элементы Пельтье 6 изготавливаются из различных полупроводниковых материалов и металлов.

Claims

Формула изобретения

Устройство фиксации осевых микроперемещений, содержащее стержень, втулку, обхватывающую с зазором стержень, узел фиксации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фиксации заданных положений стержня и. упрощения технологичности конструкции, втулка снабжена мембранами, размещенными на обоих ее концах и соединенными со стержнем, зазор между втулкой и стержнем заполнен легкоплавким металлом, а в средней части втулки по ее периметру расположены нагревательно-охлаждающие элементы с возможностью контактирования с легкоплавким металлом.