Поляриметр

 

СИЗ СОВЕТСКИХ

COllHAFIM TVHECHHX

РЕСПУБЛИК ®, О О1 S ?1/21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

APM ГКНТ СССР (21) 4479" 11/?5 (2? ) <17. Л9.88 (46) 23.п1.92. Бюл. М 3 (75) Л. ©. Рон ис (53) 535.8(п88.8) (56) Паспорт на полярископ-поляриметр пкс 125 N 7111) О63, 30. О4. 70.

Паспорт на полярископ-поляриметр

ПКС-250 Y 86820?, 27.11,86 (54) ПОЛЯРИМЕТР (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к

Изобретение относится к области оптико-механики и преимущественно используется для контроля качества отжига хозяйственной посуды и технических иэделий из стекла.

Известные поляриметры типа

ПКС- 125 (1), ПКС-25(; (2) не нашли применения для количественных измере" ний двулучепреломления в хозяйственной посуде, В стекольной промышленности страны принято производить контроль качества отжига стеклянной посуды на полярископах. Это обусловлено тем, что из-эа сложности конфигураций изделий происходит рассеяние света, поэтому проще производить °

i оценку по интерференционным цветам, чем по просветлению поля на поляриметре с компенсатором Сенармона.

При цип действия приборов основан на явлении двулучепреломления в аниэо ро I A> средах - в проэо чных материалах с в утренними напряжениями.

Основными узлами поляриметра являются осветитель, поляризатор и компенсатор Сенармона - представляющий со„.SU„„170 510

2 приборам для контроля качества обжи.га технических изделий сложного проФиля иэ стекла. Цель изобретения, расширение эксплуатационных воэможностей путем обеспечения воэможности . контроля изделий сложного профиля.

Цель достигается благодаря выполнению компенсатора из двух узлов с компенсационными пластинами, ориентированными соответственно на сложение и вычитание разностей хода п. 4 иг..

6 табл. бой лимб, в котором последовательно расположены пластинка в 1/4 и анализатор.

Метод основан на измерении у;ла поворота анализатора для компенсации разности хода лучей элептически поляриэованногo света, возникающей при прохождении поляризованного излучения через стекло, когда поляризатор и анализатор находятся в сокращенном положении и образуют угол 45 с направлениями главных напряжений.

Известный поляримет р ПКС- 125 имеет следующие технические данные: све- . товой диаметр полиряэатора 125 мм, цена деления шкалы лимба 1, погрешо ность измерения двулучепреломления

f10 нм.

Принцип действия прибора заключается в преобразовании элиптически поляризованного света, вьшедшего из испытуемого образца пластинкой 1/4 линейно поляризованный с последующим гашением его анализатором.

Основными узлами поляриметра являются осветитель, поляризатор и ком17И510 пенсатор Сенармона, представляющий собой лимб, в котором последовательно установлены пластинка в 1/4 и анализатор.

Свет от осветителя, проходя поляризатор, выходит плоско поляризованным. Плоско поляризованный луч, попадая на испытуемый прозрачный образец, имеющий внутренние напряжения 1 разлагается на два луча: обыкновенный и необыкновенный. Плоскости ко" лебания этих лучей взаимно перпендикулярны и сдвинуты по фазе, анализатор приводит колебания их в одну плоскость. Метод основан на измерение угла поворота анализатора, при котором в середине образца наблюдается максимальное потемнение, .

Между углом поворота анализатора о

0 и разности хода Г на 1 см пути луча в образце существует зависимость

180Н + 0

Г = — --- — -- нм/см

25 где 1 — толщина заготовки в направлении просмотра, см;.

N — число полос между нейтральной полосой и серединой образ- 30 цае

Поляриметр ПКС-125 предназначен для измерения двулучепреломления в плоских заготовках. хозяйственная посуда, в большинстве своем, имеет сложный профиль.

В результате при измерениях происходит рассеяние света, что может привести к большим погрешностям.

По укаэанной причине качества от.-.. 40 жига хозяйственнсй посуды определяется не на полярикетрах, а на полярископах по интерференционным цветам.

Цель изобретения — создание прибора для измерения двулучепреломления 4 в хозяйственной посуде и технических иэделиях до 2-х интерференционных по- . рядков.

Как известно, при разности хода порядка одной длины волны (Ф) возни50 кают интерференционные цвета, котоI рые весьма чувствительно меняются с изменением разностей .хода Дп на 10-20 нм.

Поляриметр основан на сравнении

55 цвета, возникающего в испытуемых изделиях путем поныне 1я,1ли гони,-,;:и,»-. разностей хода до д л =, при покощи кттмпенсатора с последующим сраонением цвета изделия с цветом набора эталонов цвета.

Указанлая цель достигается тем, что поляриметр, содержащий расположенные на общем основании вдоль оптической оси осветитель, узел поляризатора и анализатора, дополнительно установлено после поляризатора плато с эталонами цветов из слюды с раэностЬю хода в пределах Я, а компенсатор выполнен .из двух устройств с компенсационными пластинами из слюды с разностью хода Дп в пределах

0 -7т ни, при этом компенсационные r пластины первого устройства ориентированы на ". noæå Hèå ра эностей хода

Дп, а второе устройство - на вычитание п. !

В предлагаемое устройство введены новые узлы: составной ступенчатый компенсатор, комплект эталонов цве- та, шарнирная связь узла поляризатора с основанием, светорегулятор. Наличие составного ступенчатого компенсатора с разной ориентировкой компенсационных пластин позволяет при одинаковой ориентировке испытуемого иэделия производить сравнение с эталонами цвета.

Нали ие ком плекта эталонов цвета дает возмо..ность производить сравнения с испытуемым изделием.

Наличие шарнирной связи узла поляризатора с основанием с целью удобства измерений дает воэможность наклона прибора под углом 45, а нао личие светорегулятора позволяет установить. наиболее приемлемую яркость поля зрения.

Таким образом, введение в конструкцию предлагаемого прибора новых узлов и функциональных связей позволяет производить измерение двулучепреломления в хозяйственной посуде и технических изделиях из стекла.

На фиг.1 и 2 изображен поляриметр, общий вид; на фиг.3 - поляризатор, вид спереди; на фиг.4 - узел анализатора в одной проекции. Поляриметр представляет собой осно- вание 1, на которое посредством корпуса и специальных стоек крепятся узел поляризатора 2 и узел анализатора 3 с компенсатором У< и у . Узел поляризатора шарниром 4 связан с подстазкой 5. Это дает возможность нткC лона прибора на 45 в вертикальной плоскости. Анализатор может переме707510.щаться относительно поляризатора по цилиндрическим направляющим Ь.

В конструкции поляризатора предусмотрена возможность Регулировки светового потока осветителя при помощи светоре гулятора 7 ° Узел поляризатора включает в себя осветитель 8, иолочное стекло 9, работающее на рассеяние, матовое стекло 10, поляри.затор 11 и пять эталонов 12 цвета.

Эталоны цвета закреплены в оправках и расположены в нижней части поляризатора, оправы с эталонами цвета при юстировке прибора имеют возможность поворота с последующей фиксацией. Узел анализатора (фиг .3) включает в себя компенсатор, выполненный из двух устройств с компенсационными пластинами иэ слюды Y) и Yg и анали- 2р затора 13. Каждое устройство содержит анализаторы 14 и 15 с окулярными раковинами 16 и 18 и револьверные головки 18 и 19. B устройстве У< со держится десять компенсационных плас- 25 тин 20, а в устройстве Y< — двенадцать компенсационных пластин 21. .Револьверные головки прономерованы, номера коипенсационных пластин наблюдаются через окошки 22 и 23, в gp крышках 24 и 25. В гнездах револьвер- ных головок 18 и 19 отсутствуют компенсационныв пластины. При вращении револьверных головок вокруг осей

?6 и ?/, введенная в поле зрения компенсационная пластина фиксируется фиксаторами 28 и ?9. Разность хода компенсационных пластин меняется в пределах 70-530 нм через 2070 нм. Каждая компенсационная пласти- 4О на вмонтирована в свою оправку 30 и 31, которая при настройке прибора имеет возможность поворота с последующим жестким креплением. Рнализатор служит для наблюдения эталонов 45 цвета. Метрологические параметры прибора определяются путем контроля разности хода дп компенсационных пластин и эталонов цвета компенсатором Бобине КПТ-5с с точностью 5 Hì, 50 ориентировки компенсационных пластин и эталонов цвета компенсатором Боби.не КПБ-5с а также проверки правильности показаний поляриметра путеи измерения аттестированного контрольно55 го образца.

Измерение двулучепреломления на поляриметре производится следующим обраэои.

Определяется порядок разностей хода в изделиях данной партии 1. В окуляре 18 просматривают испытуемое изделие, во время просмотра поворачивают его, добиваясь наиболее интен- ( сивной окраски, при этом просветление или интерференционная картина должна быть ориентирована горизонтально.

Если по краю изделия наблюдается просветление или синевато-зеленый оттенок, то разность хода 1-го порядка, измерение производится устройст.— вом У<, при зеленовато-желтом оттенке разность хода 2-го порядка, тогда измерения производятся устройством у..

При измерении изделий с ра",Hoñòûî хода 1-го порядка револьверную головку устройства У„ устанавливают на отсчет "11", через окуляр 16 просматривают изделие, как предлагается в пункте 1-м» затем поворотом револьверной головки с компенсационными пластинами по часовой стрелке находят такую пластину, с которой наблюдаеиый цвет по краю изделия переходит s синий или другой цвет, сходный с эталонами цвета.

В зависимости от найденного номера компенсационной пластины и эт лона цвета, наблюдаемого в оку.пяр

13, по табл.1 находим соответствующее значение двулучепреломления.

При измерении иэделий с разностью хода 2-го порядка револьверную головку устройства У2 устанавливают на отсчет "13", через окуляр 17 просматривают изделие, как преллагается в пункте 1-м, затем поворотом револьверной головки с компенсационными плас— тинами против часовой стрелки находят такую пластину, с которой наблюдаемый цвет по краю иэделия переходит в синий или другой цвет, сходный с эталонами цвета, наблюдаемыми в окуляре 13, по табл.4 находим соответствующее значение двулучепреломления.

Пересчет на 1 см производится по формуле

Ьп = Ьп.: 1 где Ь n — двулуче преломление на полную. толщину;

1 — толцина изделия в месте промера, см, В табл.2 приводится значение Ьп эталонов цвета, а в табл.3 — значе1707510 аблюца

Компенсационная пластина

Значения эталонов цвета d<

33

83.

146

130

193

240

193

262

3 9

348

410

301

363

436

499

567

483

502

546

614

Таблица2

Эталон цвета

Значения Д л, нм

540 555

567

580 589

614 ния дп в компенсационных пластинах устройства У

Данные двойного лучепреломления в измеряемых иэделиях в зависимости от используемой компенсационной пластины и эталона цвета представлены в табл.4.

При количественном измерении

1О двулучепреломления в хозяйственной посуде и технических изделиях гарантируется качество изделий по данному . параметру, В табл.5 приводятся значения Ап в эталонах цвета, а в табл.6 - значе ния Е и в компенсационных пластинах устройства У<.

Формула изобретения

Поляриметр, содержащий расположенные на общем основании вдоль on. 20

1 6 21

2 56 71

3 119 134

4 166 181.

5 235 . 250

6 274 . 289

7 . 336 . 351

8 409 424

9 428 443

10 472 487

11 540 555 тической оси осветитель „ узел поляризатора и анализатор с компенсатором, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности контроля изделий сложного проФиля, за поляризатором по ходу излучения осветителя с длиной волны

Я установлено плато с эталонами цветов из слюды с разностью хода в пределах Я, а компенсатор выполнен из двух узлов с компенсационными пластинами с разностью хода Д и в пределах, при этом компенсационные пластины первого узла ориентированы .на сложение разностей хода. Д и, а второго - на вычитание Д и, причем поляризатор установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости в пределах 45

46 55

96 105

159 168

206 215

275 284

314 323

37.1 385

449 458

468 477

512 521

580 589

1707510

Таблица 3

I 1

Значения и, нм

Компенсационная пластина

3С5 266. 204 131 112 .68

3.74

421

534 484

Таблица4

Значение эталонов цвета dg

Компенсационная пластина d<

713

743

789

861

951

1001

9.

1 061

1100

1140

1120

Таблица5

Значение Д п, нм

Эталон цвета

613

57С

593

555

535 т

Таблица 6

КомпенЗначение gn, нм сационная пластина

527 487 448 412 388 338 302 248. 217 176 130 100

711

752

783

837

873

923

952

983

1022

1 062

731

772

803

857

893

943

972

1003

1042

1 082

67С

746

787

818

872

908

958

987.

1 018

1057

1097

693

723

769

841

931

981

101Ñ

1041

1080

1?0751 ) Фи . 1

170751и.

Составитель А. Воробьева

Техред M.Moðãåíòàë

КоРРектоР М. Самборская

Редактор Н. Лаэареико

Закаэ 263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государстве 1ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101