Рефрактометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено15.08.74 (21) 2053795/25

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 531070 (51) М. Кл.-

601 N 21/46//

//G01 С 1/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 05.10.76.Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 11.02.77 (53) УДК 535.322.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, С. Михайлов и A. С. Сушков

Бентральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии (71) Заявитель (54) РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для определения влияния рефракции при вьъсокоточных угловых измерениях, в частности геодезических.

Известны рефрактометры, осуществляюшие измерение спектральной дисперсии путем сравнения смещений полученных изображений или интенсивности световых потоков различных длин волн, прошедших вдоль исследуемой линии. 0

Один из известных рефрактометров содержит два излучателя, направляюших вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн Л 1 и 4,приемное устройство 15 и модулятор (1).

Наиболее близким техническим решением к предложенному является рефрактометр, который содержит два излучателя, направляющих вдоль исследуемой линии два 2п световых потока с длинами волн P è Л >и приемное устройство, включающее оптическую телескопическую систему и фотометр, причем перед фотометром помещен поляроиданализатор t» 2).

Недостатком этого рефрактометра является наличие в приемном устройстве двух каналов для световых потоков с длинами волн соответственно А и Л 2, что не позволяет достичь точности угловых измерений порядка 0,5 угл.сек.

Цель изобретения — повышение точности измерения и улучшения эксплуатационных характеристик рефрактометра, Указанная цель достигается тем, что в рефрактометре, содержащем два излучателя, направляюших вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн А и А >i и приемное устройство, включаюшее оптическую телескопическую систему и фотометр, за оптической телескопической системой последовательно установлены четыре плоскопараллельные кристаллические пластины; первая пластина, обладающая двойным лучепреломлением для излучения с длиной волны л и не расщепляющая лучи с длиной волны, вторая, толщина которой обеспечивает повороты направлений плоскостей поляризации проходящих световых потоков с длинами волн Л и Л ; третья, обладаю531070 щая двойным лучепреломлением для потоков обеих длин волн, и четвертая — компенсаторная пластина, Перед фотометром помещен поляризационный модулятор — анализаrop, а между оптической телескопической системой и первой пластиной установлен оптический элемент, поворачивающий о световой пучок вокруг оси на 90

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предложенного рефрактометра.

Рефрактометр содержит излучатели 1 и 2, направляющие вдоль исследуемой линии два световых потока с длинами волн соответственно,1,и А, переключатель потоков 3, коллимирующие оптические системы

4 и 5 и приемное устройство, включающее оптическую телескопическую систему 6, оптический элемент 7, поворачивающий светс о вой пучок вокруг оси на 90, плоскопараллельные кристаллические пластины 8-11, поляризацчонный модулятор-анализатор 12 и фотометр, включающий фотодетектор 13, усилитель 1 4 и индикатор 1 5.

Плоскопараллельные кристаллические пластины выполнены следующим образом.

Пластины 8,10 и 11 вырезаны под углом

„.о

45, а пластина 9 — под углом 90 к оптической оси кристалла. Пластины 8,10 и 11 ориентированы -.àê что ось кристалла находится под углом 45 к оси светового о пучка и под углом 45 к линии горизонта, а оптическая ось пластины 9 параллельна оси прибора.

Толщины пластин 8 и 10 в зависимости от предъявляемых к прибору требований могут быть различные. Например, если необходимо получить угловую ширину поло- 40 сы 20 угл.сек, приведенной к входу прибора, снабженного двенадцатикратной телескопической системой, толщины пластин 8 и 10 составляют 19 мм и 40 мм соответственно дпя излучений с длинами волн 45

0,6328 мкм и 0,4415 мкм.

Рефрактометр работает следующим образом. Световые пучки с длинами волн h, и Л,выходящие из излучателей 1 и 2 соответственно, пропускают через коллими- 50 руюшие оптические системы 4 и 5, после чего световые пучки, пройдя исследуемую среду, например атмосферу, попадают в оптическую телескопическую систему 6, проходят через последовательно располо- 55 женные пластины 8 — 11, поляризационный модулятор-анализатор, попадают на чувствительную поверхность фотодетектора 1 3, сигнал с которого усиливается усилителем 1 4 и фиксируется индикатором 1 5. 60

В зависимости от того, какой угол имеется между плоскостями поляризации излучений с длинами волн 1„и Д > выходящих из излучателей 1 и 2, выбирается толщина пластины 9, которая должна обеспечивать поворот плоскости поляризации проходящего излучени- на такой же угол.

В случае когда л ) h, угловой анализ выполняется для излучения с длиной волны А пластинами 10 и 11. При этом через пластину 8 излучение с длиной волны Л проходит без изменений. Выходящее иэ пластины 11 излучение направляется на поляризационный модулятор-анализатор 1 2, который состоИт из двух попяроидов-анализаторов, поочередно вводимых в световой пучок. Плоскости поляризации ана заторов перпендикулярны между собой и о составляют углы 45 с горизонтом.

Отсчет угла поворота компенсаторной пластины 11 определяет направление плоскости поляризации излучения с длиной волны, прошедшего через исследуемую среду.

Затем переключатель 3 переводится в другое положение, при котором проходит излучение с длиной волны A . При этом угловой анализ для излучения с дличой волны д выполняется одновременно пластинами 8 и 10, а также компенсаторной пластиной 11, после чего излучение проходит через поляризационный модулятор-анализатор 1 2.

Разница двух отсчетов, полученных в результате поворотов компенсаторной пластины 11 при прохождении излучений с длинами волн h < и 4,несет информацию о величине угловой рефракции исследуемой среды.

Лля исключения из результата измерения ошибки, обусловленной конструктивнььми параметрами прибора, контрольные измерения вь:полняются при оптическом коротком замыкании передающей и приемной систем.

Приведенное описание работы схемы дано для измерения горизонтальной составляющей угловой рефракции, Лля измерения вертикальной составляющей угловой рефракции в оптическую схему приемной части рефрактометра вводится оптический элемент7, например трехэеркальный, поворачивающий о световой пучок вокруг оси на 90 . Этот элемент выполняет функцию призмы Дове, но меньше искажает поляризационные характеристики излучения и дает возможность работать с различными длинами волн излучения.

531070

Составитель Н. Гусева

Редактор Т. Орловская Техред A. Богдан Корректор Й. Мельниченко

Заказ 5387/160 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

По делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предложенного рефрактометра позволит:

- определять величину угловой рефракции в диапазоне 10 угл.мин. C To÷íocòüþ

0,5 угл.сек; 5 повысить качество наблюдений„а также сократить количество повторных наблюдений азимута по Полярной звезде; для получения высотных отметок триангулчционных пунктов 1,2,3 и 4 кл. исполь- 10 зовать вместо геометрического никелирсвания 3-4 кл. тригонометрическое," решить ряд научно- исследователь"ких проблем, в частности таких, как создание зталонных геодезических полигонов; 15 усовершенствовать методику и технику вьпслнения геодезических работ, уме1>ьщить время простоев в полевой период.

Экономическая зффективность от использования данного рефрактометра при астро-: 20 определениях и определениях высотных отметок триангуляционных пунктов на годово1 объем работ ГУГК при СМ СССР составит эколо 100 тыс.руб.

Ф ормула изобретенпя

Рефрактометр> г1реи ..1yшecтвеннo для геодезических измерений, содержаший два из- 30 лучателя, направляюших вдоль исследуем эй линии два световь;х потока с длинами волн.т 1 н:1.,п приемное устройство, включак шсе oil."."f "сск i ê телсск эпическую систему и фэгомегр. с т л и ч а ю ш и и с я те:, чгэ, с цель1с повышения тсчliоcтн 1з.:fере:..пя ", улучшения эксплуатационных ха;- ...:- . :. .с:;; рефрактометра, за оптпческ;> . . те.:..скоп,1ческо11 ci стемсй последовательно установлень1 четыре плоскопаралле, вЂ,ьпь;е кристаллические пласт: ны: первая пластина, обладаю11 «я двойным лучепреломлен11ем для излучения с длиной волны М< ." не расщепляющая луч . с длцной волны i) > вторая, толшпна которой обеспечивает псвсрсть: направлений п.тоскостей пэляризашц; проходящих световых потоков с длиной ьслны т н:1»третья, обладаюшая двойным лу-iOT:peilo леш е: Ii я обеих длин волн, н четвер гая — iioiflle«cй Гэ1.ная пласГпна, перед фсгс...егрэ, f .;с I i. пэляризацнснный мс дулятор-а-1а.-."...;стор, а между опт1:ческэй телескэппчеcliс11 с стем ой ii ilk .рвой пласт-... и устацоь::=-.: спт1;-ческий элемент, пов >Гъ ра:ваюш1-"; светoiio l пучок вокруг оси 90

Лсточн11к:I . ..>0IAfашп;, принятые B манне при зкс«ерт11зе:

1. Патент СССР . " 340211, выдан" шведскэй фирме "АГА" кл. C 01 П 21., 1 969.

2. Авторское свпдетельствэ СССР

Х 3409-18, кл. C 01 г1 21/46, 1970 (прэтэгнп) .