Оптико-электронное измерительное устройство с визуальной системой наведения

 

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ВИЗУАЛЬНОЙ СИСТЕМОр НАВЕДЕНИЯ, содержащее расположенные по ходу излучения зеркальный объектив, полевую диафрагму , конденсор, со светофильтром, приемник излучения, а также визирное устройство , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено опорным излучателем и зеркальным конденсором, установленными за зеркальным объективом, выполненным в виде сферического зеркала с центральным отверстием , установленного под углом к оси устройства с возможностью изменения угла наклона и перемешения вдоль оси. S (Л 00 00 00 Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Щ„„,1133486

4 11 а 01.1 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3554234/24-25 (22) 18.02.83 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) И. И. Долгих, Г. Ш. Богданова, В. В. Бабушкин и А. А. Ткаченко (53) 535.242.2 (088.8) (56) 1. Козелкин В. В., Усольцев И. Ф.

Основы инфракрасной техники. М., «Машиностроенйе», 1967, с. 205.

- 2. Крискунов Л. 3., Усольцев И. Ф.

Инфракрасные системы. М., «Советское радио», 1968, с. 150 (прототип). (54) (57) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЛСТВО С ВИЗУАЛЬНОй CHCTEMOPI НАВЕДЕНИЯ, содержашее расположенные по ходу излучения зеркальный объектив, полевую диафрагму, конденсор, со светофильтром, приемник излучения, а также визирное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено опорным излучателем и зеркальным конденсором, установленными за зеркальным объективом, выполненным в виде сферического зеркала с центральным отверстием, установленного под углом к оси устройства с возможностью изменения угла наклона и перемешения вдоль оси.

1133486

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оптико-электронным устройствам, предназначенным для измерения энергетических характеристик электромагнитного излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Известно оптико-электронное устройство, содержащее объектив, опорный излучатель, модулятор и приемник излучения, и предназначенное для определения ра1О диационной температуры объектов, расположенных на бесконечности, при этом площадь изображения объекта значительно перекрывает площадку приемника излучения. Контроль за стабильностью градуиров= ки устройства в процессе эксплуатации осуществляется с помощью опорного излучателя. Излучение от опорного излучателя направляется на приемник с помощью плоского зеркала (1).

Недостатком данного устройства явля- 2О ется то, что на приемник попадает лишь незначительная часть всего потока, испускаемого излучателем. Остальная часть потока идет на нагрев корпуса и модулятора, что приводит к нестабильности их температуры и снижению точности измерений. Кроме того, устройство не снабжено оптическим визиром, поэтому не обеспечивается контроль за точностью наведения на объект, что также приводит к снижению точности из мерен и й. зо

Наиболее близким к предложенному является оптико-электронное измерительное устройство с визуальной системой наведения, содержащее расположенные по ходу излучения зеркальный объектив, полевую диафрагму, конденсор со светофильтром, приемник излучения, а также визирное устро йство (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, что обус- 4р ловлено рядом факторов. Во-первых, из-за использования полупрозрачного зеркала на приемник попадает лишь часть излучения от объекта, что приводит к снижению уровня сигнала, а значит, и к снижению точности. Во-вторых, при наведении на объ- 45 ект нет контроля за положением его изображения на диафрагме поля зрения. В-третьих, конденсор, выполненный из одной линзы, не проектирует полевую диафрагму в плоскость приемника, что ведет к энерге50 тическим потерям, так как из пучка лучеи, идущего после конденсора, в котором установлен светофильтр, приемником вырезается часть энергии (излучения), что ведет к снижению точности измерения и к увеличению габаритов. В-четвертых, отсутствие опорного излучателя не позволяет контрол и ровать постоянство градуировки устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что оптико-электронное устройство с визуальной системой наведения, содержащее распо loженные по ходу излучения зеркальный объектив, полевую диафрагму, конденсор со светофильтром, приемник излучения, а также визирное устройство, снабжено опорным излучателем и зеркальным конденсором,установленными за зеркальным об.ьективом, выполненным в виде сферического зеркала с центральным отверстием, установленного под углом к оси устройства с возможностью изменения угла наклона и перемещения вдоль оси.

На чертеже изображена схема предлагаем ого оптико-электрон ного устройства.

Устройство содержит исследуемый источник 1 излучения, зеркальный объектив 2, полевую диафрагму 3, конденсор 4, свето-фильтр 5, приемник 6, визирное устройство

7, зеркальный конденсор 8 и опорный излучатель 9.

Исследуемый источник 1 излучения расположен на оси устройства, соединяющей центр объекта с вершиной сферического зеркального объектива 2 и идущей под углом ц. к оптической оси объектива. На отраженном главном луче, соединяющем вершину зеркального объектива 2 с полевой диафрагмой 3, сопряженной с плоскостью источника 1 излучения, и идущем под углом 2 о, к падающему главному лучу, номе.цен конденсор 4, состоящий из двух компонентов с параллельным ходом лучей между ними для установки сменных светофильтров 5.

На том же луче в плоскости, сопряженной с плоскостями полевой диафрагмы 3 и источника 1 излучения, расположен приемник

6 лучистой энергии Полевая диафрагма 3. одна из сторон которой, а именно обращенная к зеркальному объективу 2. выполнена в виде зеркальной сетки, нормаль к которой расположена под углом Р к отраженному главному лучу, а под углом 2 6 к тому же лучу расположена оптическая ось визирного устройства 7 (визира). Посожение оптической оси визира 7 выбирается под таким углом У (углом наблюдения) к падающему главному лучу, что исключается виньетирование рабоче о пучка лучей. идущего от источника 1 излучения к сферическому зеркальному объективу 2 и от полевой диафрагмы 3 к визиру 7, и создается удобство наблюдения. Связь утла р с выбранным углом наблюдения g и углом главного луча на зеркальный объектив с такова, что величина угла 1З равна половине разности между углом наблюдения g и углом между падающим и отраженным главными лучами 2(Х:

„/5 = — — (f --- 2 к1.!

133486

Составитель В. Крутин

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж Ь9В Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор A. Шишкина

Заказ 9832!35

На отраженном главном луче за центральным отверстием сферического зеркального объектива 2 помещен зеркальный конденсор 8, а под углом, равным удвоенному углу между отраженным главным лучом и нормалью к зеркальному конденсору в точке падения, расположен опорный излучатель 9.

Оптико-электронное устройство работает следующим образом.

Излучение от исследуемого источника 1, расположенного на конечном переменном

1О расстоянии, собирается сферическим зеркальным объективом 2 и направляется на полевую диафрагму 3, на зеркальной поверхности которой формируется изображение источника излучения. Пройдя полевую диафрагму 3, излучение попадает на первый компонент конденсорной системы, после которого формируется параллельный ход лучей, а затем на светофильтр 5 и на второй компонент конденсорной системы. При этом оправа зеркального объектива 2, являющаяся входным зрачком системы, проектируется со значительным уменьшением первым компонентом конденсорной системы в плоскость, в которую устанавливаются сменные светофильтры, что обеспечивает значительное уменьшение поперечных размеров светофильтров и конденсорной системы. После второго компонента конденсорной системы излучение собирается на приемнике 6.

При выбранной определенным образом конденсорной системе можно работать в лю- 30 бой области спектра. При сопряжении плоскостей полевой диафрагмы и приемника обеспечиваются минимальные энергетические потери.

Для точного наведения на объект с помощью визира 7 контролируется резкость и положение изображения источника на полевой диафрагме. Получение резкого центрирован1п>го изображения различных обьектов, расположенIIhIx 113 разllых расстоян11ях осугцествляется путем изменения 11оложе- 40 ния сферического зеркального объектива 2: поступательного перемещения его вдоль отраженного главного луча и вращательного движения его относительно оси, проходящей через вершину объектива и лежащей в сагиттальной плоскости. При этом за счет поступательного движения изменяется соотношение переднего и заднего отрезков объектива, а за счет вращательного производится центрировка изображения относительно полевой диафрагмы, нарушающаяся при поступательном перемещении зеркального объектива.

Для контроля градуировки предлагаемого устройства служит опорный излучатель 9, сигнал от которого зеркальным конденсором 8 периодически направляется на приемник. Для этого служит специальное устройство, с помощью которого в нужный момент вводится поток от опорного излучателя 9 и перекрывается поток излучения от исследуемого источника 1.

Введение в оптико-электронное из мерительное устройство опорного излучателя с зеркальным конденсором, установленным за зеркальным объективом, выполненным в виде сферического зеркала с центральным отверстием, установленного под углом к оси устройства с возможностью изменения наклона и перемещения вдоль оси, позволяет повысить точность измерений за счет ста бил иза ци и чувствительности устройства, уменьшения влияния флуктуаций фонового излучения на сигнал прием ника излуч си и я, исключения и огре н1носте и из мерений, связанных с расфокусировкой изображения исследуемого источника излучения на полевой диафрагме.

Предлагаемое оптико-электронное измерителыюе устройство благодаря уменьшенным габаритам и легкой юстировке и настройке может широко применяться для работы в любых условиях, включая лабораторные, заводские и полевые.