SU800638A1 - Уровень с оптической системойНОНиАльНОгО ВизиРОВАНи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  проверки горизонтальности расположени  линии или поверхности в пр11боростроении и машиностроении. Известен уровень с оптической системой нониального визировани , содержащий цилиндрическую ампулу со спиртом и пузырьком и укрепленные над ней две призмы. Призма, представ л юща  собой пентапризму, имеет отражак цую грань, расположенную наклон но к ампуле над продольной половиной одного конца пузырька, а призма с одной отражающей гранью,наклоненной к ампуле под углом 45°, расположена над смежной продольной половиной про тивоположного конца пузырька.В плоскости второй отражакхдей и служащей дл  соединени  полей зрени  концов пузырька грани пентапризмы обе призкы стыкуютс . Граница зеркального сло  второй отражающей грани пентапризмы лежит в продольной плоскости симметрии пузырька и служит дл  разделени  изображени  пузырька в поле зрени  на две продольные нониально совмещаемые половины. При наблюдении пучки света от , противоположных концов пузырька посл отражени  от граней пентапризмы и призмы с одной отражающей гранью объедин ютс  в плоскости второй отражающей грани пентапризмы и поступают в глаз оператора, горизонтальное положение уровн  определ ют по нониальному совмещению изображени  продольных смежных половин концов пузырька 1. Недостатком устройства  вл етс  пониженна  точность определени  положени  пузырька. Это обусловлено тем, что мвукду двум  продольными нониально совмещаемыми половинами изображени  пузырька нет четкой линии раздела. Концы пузырька и лини  раздела, образуема  границей второй отражающей грани пентапризмы, не видны одновременно резко, поскольку наход тс  в разных плоскост х по глубине . Грани призм, расположенные в плоскости линии раздела, оказывают диафрагмирующее действие, что ведет к уширению последней. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  уровень с оптической системой нониального визировани , содержащий цилиндрическую ампулу с жидкостью

и пузырьком, зеркало дл  подсветки и укрепленные над ампулой зеркало дл  соединени  полей зрени , выставленное перпендикул рно продольной плоскости симметрии пузырька , элемент отклонени  светового пучка и лупу.

Зеркало дл - соединени  полей зрени  расположено в поперечной плоскости симметрии ампулы и по одну сторону от продольной плоскости симметрии пузырька. Элемент отклонени  светового пучка выполнен в виде плоского зеркала. Дополнительно в устройстве имеетс  приспособление дл  выверки и. указатели направлени  выверки 2 .

Наиболее существенным недостаткоь| устройства,ЯБЛ ет,с  пониженна  точность определени  положени  пузырька . Это обусловлено отсутствием в поле зрени  лупы четкой границы раз . дела между нониально совмещаемыми пО ловинами изображени  пузырька. Концы пузырька и лини  раздела, образуема  краем зеркала дл  соединени  полей зрени , не могут быть видны одновременно резко, поскольку наход тс  в разных плоскост х по глубине. Лини  раздела размыта, а изображени  совмещаемых частей пузырька накладываютс  друг на друга через эту линию раздела, наруша  услови  нониального наблюдени  изображений и снижа  точность их взаимного совмещени .

Цель изобретени  - повышение точности определени  положени  пузырькЬ

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном уровне с оптической системой .нониального визировани , содержащем цилиндрическую ампулу с жидкостью и пузырьком, устройство дл  подсветки и укрепленные над ампулой зеркало дл  соединени  полей зрени , выставленное перпендикул рно продольной плоскости симметрии пузырька , элементы отклонени  светового пучка и лупу, зеркало дл  соединени  полей зрени  расположено над пузырьком по всей его ширине и выполнено с полуотражакищм слоем, а над концами пузырька по разные стороны от его продольной плоскости симметрии размещены непрозрачные маски, пр молинейные границы которых совмещены с продольной плоскостью симметрии пузырька.

На фиг. 1 изображено устройство с трем  зеркалами, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - поле зрени  дл  наклонного положени  уровн ; на фиг. 4 - то же, дл  горизонтального положени  уровн  на фиг.5 - устройство с двум  зер- калами, общий вид; на фиг. б - то же, вид сверху; на фиг. 7 - поле зрени  дл  наклонного положени  уровн ; на фиг. 8 - то же, дл  горизонтального положени  уровн ; на фиг. 9 устройство с крышеобразной призмой двойного изображени , общий вид; на фиг. 10 - то же, вид сверху; на фиг. 11 - то же, вид сбоку; на фиг. 12-15 - пол  зрени ; на фигь16 устройство с призмой Кестерса,- общи вид;на фиг. 17 - то же,вид сверху; на фиг. 18 - поле зрени  дл  наклонного положени  уровн ; на фиг.19 то же, дл  горизонтального положени уровн ; на фиг. 20 - устройство с .элементом отклонени  светового пучк в виде клина, общий вид; на фиг.21 то же, вид сверху; .на фиг. 22 - пОл зрени  дл  наклонного положени  уро н ; на фиг. 23 - то же, дл  горизонтального положени  уровн ; на фиг,24 - устройство с куб-призмой, общий вид; на фиг. 25 - то же, вид сверху; на фиг. 26 - поле зрени  дл  наклонного положени  уровн ; на фиг. 27 - то же, дл  горизонтального положени  уровн .

Устройство содержит цилиндрическую ампулу 1 с жидкостью 2 и пузырьком 3, непрозрачные маски 4 с пр молинейными границами 5, светоделительное зеркало б, лупу ) зеркало 8 дл  подсветки, размещённое под ампулой, и элементы отклоне ни  светового пучка, выполненные (фиг. 1 и 2} в виде двух плоских зеркал 9 и 10, которые расположены наклонно над концами пузырька отражающими гран ми друг к другу. Непрозрачные маски 4 нанесены над концами пузырька в горизонтальном положении уровн  непосредственно на ампулу. Они расположены по разные стороны от продольной плоскости .симметрии пузырька, а их пр молинейные границы 5 лежат в этой плоскости . Светоделительное зеркало б с равными коэффициентами пропускани  и отражени  света служит дл  соединени  полей зрени  концов пузцрька и установлено между зерка- лами 9 и 10. Зеркала б и 10 размещены по отношению друг к другу как отражакщие грани пентапризмы.Все зеркала 6,9 и 10 расположены над пузь1рьком 3 по всей его ширине и перпендикул рно продольной плоскости симметрии пузырька.

Устройство работает следующим образом.

Искусственный или естественный CBst падает на зеркало 8 и, отра жа сь от него, освещает ампулу 1. Часть света от правой продольной половины (со стороны оператора) правого конца пузырька 3 (фиг.2 и 1 отражаетс  от зеркала 10 и светоделительного зеркала б в дупу 7. В поле зрени  лупы 7 (фиг. 3 и 4) эта часть пузырька 3 наблюдаетс  i виде изображени  з. Друга  часть света от левой продольной половины левого конца пузырька 3, отража сь от зеркала 9, через полупрозрачное зеркало 6 проходит в лупу 7., Эта часть пузырька 3 наблюдаетс  в поле зрени  лупы 7 в виде изображени  З. Лева  продольна  половина правого конца пузырька 3 и права  продольна  половина левого конца пузырька 3 перекрыты непрозрачными масками 4 и потому их не видно в поле зрени  лупы 7. Пр молинейные границы 5 непрозрачных масок 4 видны в поле зрени  лупы 7 как ЛИВИЯ 5раздела изображений З и З частей пузырька 3. При наклонном положении уровни изображени  з и З пузырька 3 не совпадают по контуру вдоль линии раздела 5 .( фиг.З). В горизонтальном же положе нии уровни изображени  З и 3 пузырька 3 нониальпо совмещены вдоль линии раздела 5 (фиг.41. Элементы отклонени  светового пу ка могут быть выполнены различным образом. Так, в варианте устройства (фиг. 5 и б) элемент отклонени  светового пучка выполнен ввиде одного плоского зеркала 11. При этом светоделительное зеркало 6 размещен над ампулой 1 в ее поперечной плоскости симметрии. Лучи света в этом устройстве от неперекрытнх масками 4 частей пузырька 3 падают на светоделительное зеркало .6. Часть луче проходит зеркало 6, часть лучей отражаетс  от Него и вместе, попада  зеркало 11, отражаютс  в лупу 7(по ле зрени  лупы при наклонном положе нии уровн  показано на фиг.7, а при горизонтальном положении уровн  на фиг.8).. В устройстве, показанном на фиг. 9-11, элементы отклонени  свет вого пучка выполнены в виде пр моугольной призмы 12 двойного изображени  С крышей 13. Призма склеена из двух симметричных половин 14 и 1 ;п6 плоскости ее главного сечени . В этой плоскости часть грани одной из симметричных половин призмы,  вл юща с  проекцией грани крыши, (ыта светоде1 ительйым слоем , Призма 12 ориентирована над ампулой 1 так, что светоделительный слоив расположен в поперечной плоскости симметрии ампулы. Лучи света от неперекрытых маск ми 4 частей.пузырька 3 поступают в каадую половину 14 и 15 призмы 12 и отразивигась от граней кры111и 13, по падают на светоделительный слой 6, где дел тс  на две равные части. Часть лучей света проходит этот,сло и выходит из призмы 12 пе евернутой как и при обычном действии крышеобразной призмы. Друга  часть луче света, отразившись в ту же половин 1РИ3..1Ы, из которой она падала на светоделительный слой, выходит из пр;1змы 12 не перевернутой. Световые лучи выход т из призмы одним пучком, который несет как пр мое, так и перевернутое по отношению к первому изображени  пузырька 3. При установке лупы 7 против одной из половин призмы 12, например в позиции 7 (фиг.10), поле зрени  лупы 7 выгл дит , как показано на фиг. 12 и 13 соответственно дл  горизонтгшьного и наклонного положений уровн . Если же оптическа  ось лупы 7 расположена в плоскости светоделительного сло  6 (фиг.10), то в поле зрени  видны изображени , показанные на фиг. 14 и 15, соответственно дл  горизонтального и наклонного положений уровн . Очевидно, что второму варианту расположени  лупы следует .отдать предпочтение i В устройстве (фиг. 16 и 17) в качестве элемента отклонени  свегтового пуч:ка используетс  призма Кестёрса, склеенна  из двух симметричных половин 16 и 17. На одну из склеенных граней составных призм 16 или 17 нанесен светоделительный слой б, который расположен в поперечной плоскости симметрии ампулы 1. Лучи света от неперекрытых частей пузырька 3, отража сь от граней призмы, попадают на светоделительный слой 6, часть света проходит этот слой, а друга  часть света отражаетс  и через лупу 7 обе части совместно поступают ;в глаз оператора (дл  наклонного положени  уровн  фиг.18,а дл  горизонтального положе|Ни  - фиг. 19) . Отклон н цим элементом светового пучка в устройстве (фиг.20 и 21) служит склеенный из двух одинаковых частей клин 18. В плоскости склейки расположён светоделительный слой 6, плоскость которого, в свою очередь, совпадает с поперечной плоскостью симметрии ампулы 1-. Лучи света от неперекрытой части левого конца пу- зырька 3 проход т клин 18 и слой б и направл ютс  в лупу 7, а лучи света от правого конца пузырька 3 проход т только одну часть кйина 18 и, отража сь от сло  б, также направл ютс  в лупу 7 (поле зрени  дл  наклонного положени  уровн  показано на фиг.22, а дл  горизонтального - на фиг. 23). В устройстве (фиг. 24 и 25) элементо№ отклонени  светового пучка  вл етс  куб-призма, склеенна  из .2-х пр моугольных призм 19 и 20 гипотенузннми гран ми. На одной из гипотенузных граней нанесено свето .делитёльное покрытие 6, которое расположено в поперечной плоскости симметрии ампулы 1. Лучи света от концов пузырька, преломл  сь и отража сь в призмах 19 и 20, проход т: слой 6 f отражаютс  .от него и BwieoT b направл ютс  в лупу 7. Вид пол  эрени .дл  наклонного положени  уровн  показан на фиг. 26, а дл  горизонтального положени  уровн  - на фиг. 27.

Таким образом, как бы ни была выполнена система отклонени  светового пучка (в виде отражающих или преломл ющих элементов, или в виде их совокупности), действие ее эффективно только тогда, когда зеркало дл  соединени  полей зрени  концов пузырька расположено нал пузырьком по всей его ширине и выполнено с полуотражающим слоем, а над концами пузырька по разные стороны от его продольной плоскости симметрии размещены непрозрачные маски,пр молинейные границы которых совмещены с продольной плоскостью симметрии пузырька.

Такое выполнение уровн  с оптической системой нониального визировани  позвол ет повысить точность определени  положени  пузырька, поскольку и концы пузырька и лини  раздела, образуема  пр молинейными границами непрозрачных масок, расположены практически в одной плоскости по глубине и видны потому в обычную лупу одновременно резко. Перекрытие же изображений совмещаемых частей пузырька через линию раздела, нарушающее услови  нониального Наблюдени , в устройстве отсутствует .

Claims (2)

1.Патент Великобритании № 212823, кп. 97(2) , 1924.

2.Патент Японии № 39-1090, кл. 107 А 2, 1964 (прототип) .

1 2 9

Ю

фиг. г

V4t,3

fput.4

;/

i H 3

-.

Vf-rflff

Щ

1К2Й::

I

S

5 Фиг. 12 tput. ii m. ICkVCW Физ.13 tpue.14 5 J 11 llXWir iWiy -B Vui.lf