SU531070A1 - Рефрактометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  вли ни  рефракпии при вы сокоточных угловых измерени х, в частнос ти геодезических. Известны рефрактометры, осуществл ющие измерение спектральной дисперсии пут сравнени  смещений полученных изображений или интенсивности световых потоков различных длин волн, прошедших вдоль исследуемой линии. Один из известных рефрактометров соде жит два излучател , направл ющих вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн Л ) и Д-,, приемное устройств и модул тор 11. Наиболее близким техническим решением к предложенному  вл етс  рефрактометр , которьш содержит два излучател , направл ющих вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн .и приемное устройство, включающее оптическую телескопическую систему и фотометр, причем перед фотометром помещен пол рои анализатор . Недостатком этого рефрактометра  вл етс  наличие в приемном устройстве двух каналов дл  световых потоков с длинами волн соответственно Л j и - , что не позвол ет достичь точности угловых измерений пор дка 0,5 угл.сек. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и улучщени  эксплуатационных характеристик рефрактометра. Указанна  цель достигаетс  тем, что в рефрактометре, содержащем два излучател , направл ющих вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн Л( и Л 2 и приемное устройство, включающее оптическую телескопическую систему и фотометр, за оптической телескопической системой последовательно установлены четыре плоскопараллельные кристаллические пластины: перва  пластина, обладающа  двойным лучепреломлением дл  излучени  с длиной волны Л ( и не расщепл юща  лучи с длиной волны 2) втора  , толщина которой обеспечивает повороты направлений плоскостей пол5физации проход щих световых потоков с длинами волн Л и треть , обладаюша  авойиы лучепреломлением дл  потоков обеих длин волн, и четверта  - компенсаторна  пластина. Перед фотометром помещен пол51ркза1.шонный модул тор - ана лизатор, а между оптической телескопичес кой системой и первой пластиной установлен оптический элемент, поворачивающий световой пучок вокруг оси иа 90 . На чертеже представлена принципиальна  оптическа  схема предложенного рефрактометра . Рефрактометр содержит иатучатели 1 и 2, направл ющие вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн с ответственно /IjH Л 2, переклЮчатель потоков 3, колш-1М1фующие оптические системы 4 и 5 и приемное устройство, включающее оптическую телескопическую систему 6, оп тический элемент 7, поворачивающий свето вой пучок вокруг оси на 90 , плоскопараллельные кристаллические пластины 8-11, пол ризащюнньэ модул тор-анализатор 12 и фотометр, включающий фотодетектор 13, усилитель 14 и индикатор 15. Плоскопараллельные кристаллические пластины вьшолнены следующим образом. Пластины 8,10 и 11 вырезаны под углом 45 , а пластина 9 - под углом 90 к оптической оси кристалла. Пластины 8,10 и 11 ориентрфованы так. что ось кристалл находитс  под 45 к оси светового пучка и под углом 45 к линии горизонта, а оптическа  ось пластины 9 параллельна оси прибора. Толщины пластин 8 и, 10 в зависимост от предъ вл емых к прибору требований могут быть различные. Например, если необходимо получить угловую щирину полосы 20 тл.сек, приведенной к входу прибора , снабженного двенадцатикратной телескопической системой, толщины пластин 8 и 10 составл ют 19 мм и 40 мм соответ ственно дл  излучений с длинами волн 0,6328 мкм и 0,4415 мкм. Рефрактометр работает следующим обра зом. Световые пучки с длинами волн Л j и Л2 выход 1дие из излучателей 1 и 2 соответственно , пропускают через коллимируюшие оптические системы 4 и 5, после чего световые пучки, пройд  исследуемую среду, например атмосферу, попадают в оптическую телескопическую систему 6, проход т через последовательно расположенные пластины 8 - 11, пол ризационный модул тор-анализатор, попадают на чувствительную поверхность фотодетектора 13, сигнал с которого усиливаетс  уси

лителем 14 и фиксируетс  индикатором 15. вО излучени . В зависимости от того, какой угол имеетс  между плоскост кги пол ризации иэлучений с длинами волн Л и .у выход щих из излучателей 1 и 2, выбираетс  толщина пластины 9, котора  должна обеспечивать поворот плоскости пол ризации проход щего излучени на такой же . В случае когда Л Aj) угловой анализ вьшолн етс  дл  излучени  с длиной волны Л пластинами 10 и 11. При этом через пластину 8 излучение с длиной волны Л-2. проходит без изменений. Выход щее из пластины 11 излучение направл етс  на пол ризационный модул тор-анализатор 12, который состоит из двзтс пол роидов-анализаторов , поочередно вводимых в световой пучок. Плоскости пол ризации анализаторов перпендикул рны между собой и составл ют углы 45 с горизонтом. Отсчет угла поворота компенсаторной пластины 11 определ ет направление плоскости пол ризации излучени  с длиной вол ны Л 2прошедщего через исследуемую ере Затем переключатель 3 переводитс  в другое положение, при котором проходит излучение с длиной волны А . При этом угловой анализ дл  излучени  с длиной волны Л , выполн етс  одновременно пластинами 8 и 10, а также компенсаторной пластиной 11, после чего излучение проходит через пол ризационный модул - тор-анализатор 12. Разница двух отсчетов, полученных в результате поворотов компенсаторной пластины 11 при гфохождении излучений с длинами волн Л) и AjjHeceT информацию о величине угловой рефракции исследуемой среды. Дл  исключени  из результата измерени  ошибки, обусловленной конструктивнььми параметрами прибора, контрольные измерени  выполн ютс  при оптическом коротком замыкании передающей и приемной систем. Приведенное описание работы схемы дано дл  измерени  горизонтальной составл кшей угловой рефракции, Дл  измерени  вертикальной составл ющей угловой рефракции в оптическую схему приемной части рефрактометра вводитс  оптический элемент 7, например трехзеркальный, поворачивающий световой пучок вокруг оси на 90 . Этот элемент вьшолн ет функцию призмы Дове, но меньЪе искажает пол ризационные характеристики излучени  и дает возможность работать с различными длинами волн Применение предложенного рефрактометр позволит: - определ ть величину угловой рефракции в диапазоне 10 .мин. с точностью 0,5 угл.сек; повысить качество наблюдений, а также сократить количество повторных наблюдений азимута по Пол рной звезде; дл  получени  высотных отметок триангул ционных пунктов 1,2,3 и 4 кл. исполь зовать вместо геометрического никелиро вани  3-4 кл. тригонометрическое; решить р д научно- исследователь-зких проблем, в частности таких, как создание эталонных геодезических полигонов; усовершенствовать методику и технику вьлолнени  геодезических работ, уменьшит врем  простоев в полевой период. Экономическа  эффективность от исполь зовани  данного рефрактометра при астроопределени х и определени х высотных отметок триангул ционных пунктов на годово объем работ ГУГК при СМ CCCF составит около 100 тыс.руб. о р м у л а и 3 о б р е т Рефрактометр, преимущественно дл  геодезических измерений, содержащий два из лучател , направл ющих вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн Л / 1; ;|о,и приемное устройство, включаюшое опглчсскую телескопическую систему и фотометр. о т л i: ч а ю щ и ii с   , что, с целью повышени  точности аз- мереьи  i; улучшени  эксплуатационных характерчсг рефрактометра, за оптической телескопической системой последовательно установлены четыре плоскопараллельные кристаллические пластины: перва  пластина, обладаЮ1га  двойньг г лучепреломлением дл  излучен11Я с длиной волны Д(: не расщепл ющак лучи с длиной волны Д-; втора , толщина которой обеспечивает повороть: направлений плоскостей пол ризаШП1 проход щих световых потоков с длиной ьолны л. Ji Л.;;треть , обладающа  двойным лучепрело:-лепиех; дл  обеих длпк волк, л четверта  - ко  1енса горна  пластина, перед ±ого летрз. ло%;о1иек пэл ризашюпньп мс дул тор-акализлтор , а ежду оптической телескопической системой и первой пластикой 5станоБ::еп оптический элемент, поворач;шаюш1п1 светоЕой пучок вокруг оси Источглгки льформагцнг, прпн тые во VHTIмание при экспертизе; 1. Патент CCCF X: 340211, выдан--,, шведской фирме АГА кл. G 01 П 21,.- 1909. 2. Авторское свидетельство СССР № 340948, кл. G 01 П 21/46, 1970 {прототип).

( W fi 12

ш}

t

15