Жидкостный компенсатор

 

О П И С А- Н -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 472254

Союз Советских

Социалистических

Реслтблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б!) Зависимое от авт. свидетельства (22) За явлено 25.09.72 (21) 1833447/18-10 (.= 1), Кл. 5 01= 5 02 с присоединением заявки ЛЪ

Г"..сударстееоиый комитет

Сооота Мккистооо СССР го аелам изобретеиий и открытий (32) Приоритет 27.09.71 (31) 70177-А/71 (33) Италия

Опубликовано 30.05.75. Бюллетень X 20,о)J ),\, а д Оса ° (088.8) Дата опубликования описания 10.09.75 (72) Авторы изобретения и (71) заявитель

И i i 0ñòð а i i i. ь(Виланд Файст и Ханс-Иоахим Ятахель (ГДР) (54) ЖИДКОСТНЫЙ КОМПЕНСАТОР

Изобретение относится к области геодезического и маркшейдерского приборостроения.

Известны жидкостные компенсаторы, используемые в геодезических углоизмерительных приборах, с помощью которых направляют ход лучей в телескопической трубе или микроскопе в желаемом направлении. При этом используют эффект, заключающийся в том, что верхняя поверхность жидкости, находящаяся под действием силы тяжести, занимает постоянно горизонтальное положение независимо от наклона прибора. Таким образом получают или жидкостной клин, через который проходит пучок лучей, или зеркало жидкости, от которого отражается луч. Если такой жидкостный компенсатор с отражающей верхней поверхностью использу ют в углоизмерительном приборе, который эксплуатируют как в подвешенном, так и в стоячем положении, образуется дефокусировка оптической системы, так как лучи проходят в зависимости от положения прибора в компенсаторе среды с различной плотностью. В связи с этим должны быть предусмотрены добавочные возможности фокусировки.

Использование жидкостного компенсатора, действующего как клин, в висячем и стоящем поло>кении с желаемым эффектом компенсации невозможно, потому что он хотя и компенсируст ошибки в одном положении, по удваивает ошибки в другом положении.

В предлагаемом компенсаторе в кювету введена дополнительная среда (т. е. кювета за5 полнена тремя средами различной плотности), причем объем среды с наибольшей пз трех сред плотностью равен объему среды с наименьшей плотностью, а окна для прохождения световых лучей расположены в той части кюlO веты, которая заполнена средой со средней плотностью.

Часть стенок кюветы выполнена в виде отражателя пучка световых лучей. )та кювета может с успехом применяться во всех угло15 мерных приборах, которые пригодны для измерения в двух отличающихся на 180 вертикальных положениях. Она в особенности применима в теодолитах, нивелирах и отвесах (измерителях вертикали). В одном положении

20 ход лучей отражается от гра»пчпой поверхности среды с наибольшей плотностью, которая примыкает к среде со средней плотностью, а в другом положешти ход лучей отражается от граничной среды со средней плотностью, которая является общей со средой, обладающей наименьшей плотностью. Кювета может иметь четыре окна для двух ходов лучей. В» том же поло>кении один из ходов лучей отражается от

30 граничной поверхности самой плотной среды, 472254 а другой ход лучей отражается от граничной поверхности среды со средней плотностью, причем обе граничных поверхности разделяются средой со средней плотностью.

На фиг. 1 показана кювета в продольном разрезе; на фиг. 2 — кювета с рефлектором, продольный разрез; на фиг. 3 — кювета для отражения двух различных пучков света в продольном р азрезе; на фиг. 4 — сис гем а сч итывания по окружности с кюветой, показанной па фиг. 1; на фиг. 5 — оптический лот с кюветой, изображенной на фиг. 3; на фиг. 6 кювета с двумя рефлекторами в продольном р азрезе.

Кювета 1 имеет корпус 2 с двумя окнами

3 и 4, Поперечное сечение кюветы представляет собой трапецию, основание которой и верхняя поверхность открыты и к пим примыкают соответственно пространства 5, 6 прямоугольного поперечного сечения. Эта форма кюветы способствует направлению пучка 7 лучей, входящего через окно 2 в кювету и выходящего через окно 3 из кюветы. Кювета заполнена тремя средами 8, 9, 10 с различной плотностью, которые не смешиваются. Граничные поверхности 11, 12 сред служат отражающими поверхностями. Среды 8 и 10 имеют один и тот же объем, обьем среды 9 достаточно велик, чтобы пучок 7 лучей света проходил в этой среде. Пучок 7, входящий в кювету приблизительно под прямым углом к окну 2, при нормальных условиях отражается от поверхности 12 и выходит через окно 3. Если граничная поверхность 12, а вместе с ней и граничная поверхность 11 благодаря изменению направления силы тяжести наклонена под углом а, пучок лучей света, отражающийся от граничной поверхности 12, отклоняется на 2я. Влияние коэффициента преломления сред в данном случае не учитывается.

Поворот кюветы и пучка лучей вокруг оси, параллельной плоскости фиг. 1, па 180" приводит к тому, что среда 8 под действием силы тяжести попадает в пространство 5, а среда

10 — в пространство 6. Таким образом среда

9 занимает такое же положение как граничные поверхности 11 и 12, так как объемы сред

8 и 10 одинаковы.

Кювета 13 в главной отражающей плоскости имеет трапециевидное (14) или прямоугольное (15) поперечное сечение. В трапециевидной части 14 предусмотрены окна 16 и 17.

Кроме того, с трапециевидной частью жестко соединено зеркало 18. Кювета 13 заполнена тремя различными несмешивающимися средами 19, 20, 21, причем среда 19 имеет максимальную, среда 20 среднюю и среда 21 минимальную плотности, среды 19 и 21 — одинаковый объем. Между двумя средами образуется оптические пограничные поверхности 22, 23, которые в нормальном положении параллель ны зеркалу 18.

Пучок лучей с главным лучом 24 входит через окно 16 в кювету 13, последовательно

55 бО

65 отражается от поверхности 22, от зеркала 18 и еще раз от поверхности 22 и выходит через окно 17. Если кювету 13 наклонить в плоскости фиг. 2 на угол сс, граничная поверхность под действием силы тяжести устанавливается в другое положение, измененное относительно падающего пучка света 24 на угол и. Благодаря этому согласно известному закону отражения пучок 24 света покидает кювету 13 под углом, измененным на 4к.

Показанная на фиг. 3 форма кюветы 25 подводит для регулировки и для прохода двух наклонных относительно друг друга пучков лучей 26, 27. Для этой цели кювета 25 имеет две пары окон 28, 29 и 30, 31 и заполнена тремя средами 32, 33, 34 с различной плотностью.

Среда 32 имеет максимальную плотность, среда 34 — минимальную, а их обьемы одинаковы. Между средами 32, 33, с одной стороны, и

33, 34, с другой возникают граничные поверхности 35, 36.

Входящий через окно 28 в кювету 25 пучок лучей 27 отражается от граничной поверхности 35 и покидает кювету через окно 29.

Подобным же образом пучок лучей 26 отражается между окнами 30 и 31 от граничной поверхности 36. Востальном пояснение,,данное к фиг. 1, справедливо и для данного случая.

Кюветы 13 и 25 можно использовать при повороте их на 180, так как не изменяется ни положение граничных поверхностей 22, 23 или 35, 36, ни среды 20 или 33, которую проходит пучок лучей 24 или 26, 27.

На фиг. 4 показаны оптические детали системы для измерения поворота прибора, вокруг осей Х вЂ” Х и Y — У. В ходе луча 37 изображения предусмотрены прямоугольная призма 38 с штриховой пластиной 39, делительный круг 40, ромбическая призма 41 с крышей 42, система передачи изображения 43, 44, кювета

45, наполненная тремя средами, отклоняющая призма 46 с крышей 47, делительный круг 48, 49, две прямоугольные призмы 50, 51, объектив 52 микроскопа, пятигранная призма 53 и окуляр 54 микроскопа. Штриховая пластина

39 снабжена маркой 55, которая служит как для считывания делительного круга 40, так и делительного круга 49. Поля для считывания делительного круга видны в поле зрения считывающего микроскопа. Система изображения отражает марки на градуированном круге 49 в положение, которое регулируется компенсирующей кюветой 45 и не зависит от наклона ее. В этом положении марку и деления на градуированном круге 40 можно рассматривать через микроскоп.

Надирный лот имеет окуляр 56 и два объектива 57, 58, которые позволяют производить прицеливание в двух направлениях, повернутых на 180 . Между объективами 57, 58 с од. ной стороны и окуляром 56 с другой установ лена оптическая система, состоящая из двух призм 59, 60, кюветы 61, наполненной тремя различными средами, и двух призм 62, 63, 472254

10

Система служит для отражения лучей 64, 65, их регулировки в определенное положение и их сведения в ход лучей для окуляра 66 (фокальная плоскость окуляра, перпендикулярная ходу лучей окуляра 66, обозначенная цифрами

67, и призмы 62, 63 образуют разделяющую изображение грань 68, направленную перпендикулярно к плоскости чертежа).

Кюветы 45 и 61 (фиг. 4 и 5) регулируют ход считывающего или визирного луча независимо от изменения наклона оптической системы так, что изменения наклона не оказывают никакого влияния па результаты измерения или считыВания.

Действие устройства, показанного на фиг. 4 и 5, не нарушается, если его повернуть на 180 так, что кювета 45 располагается снизу, а объектив 57 занимает место объектива 52.

Кювета, показанная на фиг. 6, снабжена двумя окнами 69, 70 и двумя рефлекторами

71, 72. Кювета имеет три среды 74, 75, 76 различной плотности, между которыми воз .икают две граничных поверхности 77, 78. Пучок лучей 19, входящий через окно 69 в кювету, отражается последовательно от рефлектора

71, граничной поверхности 78 и от рефлектора

72 и выходит через окно 70. Работа устройства аналогична устройствам, показанным на фиг. 1, 2 и 3. Кювета 73 одинаково работает при повороте на 180 относительно оси, перпендикулярной к плоскости чертежа или параллельной пограничной поверхности или плоскости чертежа. В положении, показанном на фиг. 6, кювета 73 может выполнять другую функцию, если среду 74 заменить средой 75 и среде 75 определить большую плотность, чем среде 76.

Предмет изобретения

1. Жидкостный компенсатор, преимущественно для геодезических углоизмерительных приборов, содержащий кювету с окнами для прохождения световых лучей и две жидкости с различнымн плотностями, за-ол:.. югцпе часть кюветы, о т л и ч а ю щ и . : с,; тем, что, с целью расширения области применения, в кювету введена дополнительная среда, причем объем среды с наибольшей из трех сред плотностью равен объему среды с наименьшей плотностью, а окна для прохождения световы; лучей располо сны в той части кюветы, которая заполнена средой со средней плот .остью.

2. жидкостный компепсатор по п. 1, отл ич а 10 шийся тем, что часть стенок кюветы выполнена в виде отражателя пучка световых лучей.

472254

У,7 18 7 1

17

5 24

12

2 -7

Фиг. 7

28

27

32 93

8

71иг

Фиг 3

63

69 ыг.r

77

Puz.6

Составитель Л. Колюбакина

Техред Н, Ханеева

Редактор Т. Рыбалова

Корректор Н. Аук

Заказ 2212716 Изд. № 1482 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ф 7

5П

3Ф

37 37

Ф2 Х

62

67 бб

»»» »