Жидкостный компенсатор наклона для оптических приборов

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для приведения световых лучей в заданное положение. Целью изобретения является уменьшение габаритов. Жидкостный компенсатор для оптических приборов содержит последовательно расположенные на оптической оси ампулы 1 и 2, каждая из которых выполнена с прозрачным дном в виде мениска и частично заполнена прозрачной жидкостью 4 и 5, причем внешняя поверхность дна каждой ампулы выполнена сферической с радиусом кривизны, определяемым из выражения R=Uρ(N<SB POS="POST">C</SB>-1)/ρ(N<SB POS="POST">C</SB>-N<SB POS="POST">ж</SB>)SIN22O+U(N<SB POS="POST">ж</SB>-1), где R - радиус кривизны внешней поверхности дна

ρ - радиус кривизны поверхности жидкости

U - радиус окружности границы жидкости с внутренней поверхностью дна

Θ - краевой угол жидкости

N<SB POS="POST">C</SB> - показатель преломления материала дна ампулы

N<SB POS="POST">ж</SB> - показатель преломления жидкости. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1}$ 01 С 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAivl

APH ГКНТ СССР л

-- @-ИБйЩЕцд, Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4439766/25-10 (22) 27.04 ° 88 (46) 07.06.90, Бюл. Ф 21 (72) Ю.И.Беспалов, З,В.Иирокшина, В.И.Зайков, Г.Н.Беспалова и М. Н . Гол ов а но в (53) 528.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 705252, кл. r, 01 С 5/06, 02,12.77, Кочетов Ф.Г. Невелиры с компенсаторами. — M. Недра, 1985, с.52„ рис.25. (54) ЖИДКОС ПП1Й КОМПЕНСАТОР НАКЛОНА

ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение относиться к геодезическому приборостроеник и может быть использовано для приведения световых лучей в заданное положение.

Целью изобретения является уменьшение

2 габаритов. Жидкостный компенсатор для оптических приборов содержит последовательно расположенные на оптической оси ампулы 1 и 2, каждая из которых выполнена с прозрачным дном и виде мениска и частично заполнена прозрачной жидкостью 4 и 5,причем внешняя поверхность дна каждой ампулы выполнена сферической с радиусом кривизны, определяемым из выражения

UP(nc — 1) ((n n,) sin 0+ U(n+ 1) где  — радиус кривизны внешней поверхности дна; p — радиус кривизны поверхности жидкости; U — радиус окружности границы жидкости с внутрейней пов ерхностью дна; 8 — краевой угол жидкости; п — показатель преломления материала дна амтулы; п — показатель преломления жидкости. 3 ил.

l,1569541

Изобретение относится к геодези-! .ческому приборостроению и может быть использовано для проведения световых лучей в заданное положение в малых центрирах и других приборах с небольшими диаметрами зрачков.

Целью изобретения является уменьшением габаритов, На Аиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого жидкостного компенсатора, проекция на вертикаль ную плоскость; на Аиг.2 .— основные геометрические соотношения в ампуле компенсатора; на фиг. 3 — ход лучей f5 в жидкостном компенсаторе при наклоне его оптической оси, Жидкостный компенсатор состоит из ампул 1 и 2 и крышки 3. В ампулах содержится прозрачная жидкость 4 (в 20 верхней ампуле) и 5 (B нижней ампуле).

Дно каждой ампулы выполнено в виде отрицательного мениска, Внутренняя ,Поверхность ампулы содержит лиофобную пленку, которая препятствует сма- 25 чиванию их жидкостью, В ампуле 1 лиоАобную пленку содержит внутренняя поверхность дна, а также наружная по:верхность дна верхней ампулы, с которой контактирует жидкость в нижней 0 ампуле. В ампуле 2 лиофобную пленку содержит внутренняя поверхность дна, а также нижняя поверхность плоскопараллельной пластинки крышки 3.

Применение лиоАобной пленки для внутренних стенок ампулы, имеющей сАерическую форму, способствует увеличению краевого угла жидкости, что позволяет уменьшить радиус кривизны внутренней поверхности дна ампулы r„ т.е, способствует уменьшению габаритов компенсатора. Применение лиофобной пленки на стенках ампулы является оптимальным для компенсат6ров с жидкостным клином, при этом лиофобная 45 пленка содержит синтетический винилированный каучук (2-5 мас. ) и этилацетат (остальное).

Выполнение дна ампулы в виде отрицательного мениска позволяет обес- 50 печить его совмещение со сАерическими стенками и выполнить условие телескопичности для компенсатора в целом. Заданное соотношение радиусов кривизны, обеспечиваемое объемом жид- 55 кости, вытекает из условия телескопичности системы компенсатора:

>+ @, = О, где Ф вЂ” оптическая сила линзы,обра з уемо и жидк о с тью в ампуле; ст оптическая сила отрицательного мениска,составляющего дно ампулы.

Оптическая сила жидкостной линзы равна

1 1 1

Ф = — — — = (— -- - — --) (n — 1) ж f r Ж где f — Аокусное расстояние жидкс стpk ной линзы (Аиг,2);

r — радиус кривизны стенок и дна ампулы;

Π— радиус кривизны поверхности жидкости под действием капиллярных сил;

n — показатель преломления жид7k кости

Оптическая сила отрицательного мениска, составляющего дно ампулы,равна

1 1 I

У (— -- — — — -)(п 1 1 ст R с

-ет где f, - Аокусное расстояние мениска;

Б — радиус кривизны нижней поверхности дна ампулы;

n — показатель преломления стекла.

Сферическая форма стенок ампул способствует уменьшению капиллярного поднятия жидкости. Достигается это подбором объема используемой жидкости, который обеспечивает угол между касательной к поверхности дна в точке D (фиг.2) и поверхностью жид- кости, равный краевому углу жидкости

8. Согласно теории капиллярных явлений его обеспечивает минимальное искривление поверхности жидкости.Поскольку угол DOY (фиг,2) в этом случае равен краевому углу жидкости 9, то глубина жидкости h может бвпь найдена и з выражения

h = r (l — cos 9), где г Радиус кривизны внутренней поверхности дна ампулы.

Зависимость между радиусом окружности на границе жидкости со стенками ампулы U и радиусом r может быть выражена как

U = r° - sin g .

Тогда объем жидкости, обеспечиваюВ щии минимальное искривление ее по5 верхности под действием капиллярных сил равен

Ч = U tg — -(11 8

2 2

1569541 б ном пучке лучей перед объективс i телескопической системы, то коэдхЬициент era умножения должен быть равен

i c 2Я

К

2 . 29 28 — — — sin — — --) sec — — —.

3 2 2

Данный объем жидкости обеспечивает соблюдение следующего соотношения радиусов кривизны

P (nc — 1) — )$n< т--.З + Ugn+ Л ° где R — радиус кривизны внешней поверхности дна ампулы; — радиус кривизны поверхности жидкости;

U — радиус окружности границы жидкости с внутренней поверхностью дна ампулы;

9 — краевой угол жидкости;

n — показатель преломления стекла; пж — показатель преломления жидкости.

Компенсатор работает следующим образом.

При отвесном положении оптической оси компенсатора точка С вЂ” вершина линзы, образованной жидкостью на дне ампулы, совпадает с оптической осью системы, В результате луч S,êàïðàâленный вдоль оптической оси компенсатора, не отклоняясь от нее, выходит в надир по направлению Я (фиг.2).

Циклон оптической оси компенсатора на небольшой угол : вызывает смещение вершины жидкостной линзы С относительно оптической оси системы (фиг.3) на величину . =r Е

При этом луч Я, направленный вдоль оптической оси, отклоняется жидкостной линзой на угол

Š= ——

Ксли компенсатор содержит две ампулы и устанавливается в параллельФормула для определения коэффициента преломления жидкости в ампуле компенсатора имеет вид

1 и

ze

Яс

2(P— - r)

При соблюдении этих условий пр1длапдемый компенсатор стабилизирует лучи, направленные в надир.

Формула иэ обретения

Жидкостный компенсатор наклона для оптических приборов, содержащий последовательно расположенные на оптической осн ампулы, каждая иэ котоЗ-0 рых выполнена с прозрачным дном,образованным его внешней и внутренней поверхностями и частично заполнена прозрачной жидкостью, о т л и ч а toшийся тем, что, с целью умень35 шения габаритов, внешняя поверхность дна каждой ампулы выполнена в виде сферы с радиусом кривизны R опреде- ляемым выражением

r . (и, — 1) ((n, — n+)sin9 + г(п„, — 1) где r - радиус окружности границы жидкости с внутренней поверхностью дна; радиус окружности границы жидкости

n — показатель преломления мате1 риала дна ампулы;

n — показатель преломления жидкости

8 — - краевой угол жидкости, 40

50

Таким образом, жидкостный компенсатор имеет небольшие габариты,обла20 дает высокой надежностью и позволяет облегчить процесс центрирования геодезических приборов,, 1569541

Составитель В. Соловьев

Техред Л. Сердюкова Корректор N.Ïîæî

Редактор И.Горная

Закаэ 1436

Тираж 396

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. I ëã арина, 101