I библиотека

38ЮОб

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №. 11. Кл. 6 01п 21, 40

Заявлено 01.XI I.1970 (№ 1496146/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.V.1973. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 13ХШ.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 53,084.85(088.8) <<< >2HÀ35

ИИ М7ЯР УЩ рдц

БИБЛИ

Авторы изобретения

А. И. Пеньковский и P. Г. Трофимов

Заявитель

МОДУЛЯТОР СОСТОЯНИЯ ПОЛЯPИЗАЦIIИ СВЕТА

Изобретение относится к оптико-механическим приборам и предназначено для использования в автоматических поляриметрах, прежде всего, в поляриметрах для измерения двойного лучепреломления при поляризационно-оптическом методе исследования напряжений.

Известные модуляторы содержат неподвижный статор и механически связанный с ним посредством плоских пружин ротор, в который встроен оптически активный элемент, например поляризационная призма.

Модуляция азимута плоскости поляризации света осуществляется путем возбуждения ротора пульсирующим магнитным полем статора.

Существенными недостатками этих модуляторов являются следующие:

1. Колеблющийся ротор должен быть механически связан со статором, что обусловливается принципом их работы. Этим резко ограничивается использование таких модуляторов в поляриметрах, в которых активный элемент не только колеблется, но и поворачивается вокруг направления распространения исследуемого пучка света (например, в поляриметрах для исследования механических напряжений) . Вращение таких модуляторов (вместе со статором), вес и габариты которых

Значительны, отрицательно сказывается на динамических характеристиках следящих систем поляриметров. Кроме того, для подачи питания статорам модуляторов необходимы токопроводящие кольца со щетками.

2. Трудно выполнить ротор с оптически активным элементом, имеющим большое рабочее поле.

Изобретение позволяет обеспечить одновременное вибрирование и поворот на произ10 вольный угол оптически активного элемента вокруг направления распространения света при неподвижном статоре, а также увеличить рабочее поле модулятора благодаря тому, что ротор модулятора выполнен в виде тонкого

15 кольца из материала с большими потерями на гистерезис и связан посредством плоских пружин с вращающимся от внешнего привода элементом, например диском в виде зубчатого колеса. Неподвижный статор содержит сме20 щенные в пространстве обмотки, питаемые спнусоидальными токами разных фаз и создающие вращающееся магнитное поле, направление которого периодически меняется с частотой, близкой или равной частоте собственных

25 колебаний ротора.

На чертеже изображен предлагаемый модулятор состояния поляризации света.

Легкий диск 1 в виде зубчатого колеса, изготовленный из материала с малым удельным

30 весом и закрепленный, например, на внутрен381006 ней втулке 2 подшипника скольжения, приводится во вращение внешним приводом (не показан) по отношению к неподвижной обойме

8 подшипника. Торец втулки 2 посредством плоских пружин 4 (например, трех) связан с ротором, выполненным в виде тонкого кольца б из магнитотвердого материала с широкой петлей гистерезиса, например типа викаллоя.

Кольцо 5 напрессовано на тонкий стаканчик б из диамагнитного материала, например титана. Плоскости пружин совпадают с радиальными плоскостями, проходящими через центр вращения диска 1.

Внутри ротора закреплен оптически активный элемент 7 типа поляроида, призмы, фазовой пластинки и т. п., на который нормально к его плоскости падает пучок света.

Ротор введен с небольшим зазором в неподвижный статор, содержащий шихтованное железо 8 и смещенные в пространстве обмотки 9, питаемые синусоидальными токами разных фаз. Обмотки создают вращающееся магнитное поле, например, с частотой а=400 гц, направление вращения которого периодически меняется с помощью электрической схемы с частотой, близкой или равной частоте собственных колебаний ротора, которая намного меньше частоты вращения магнитного поля статора (например, 0=50 гц).

Для обеспечения кругового магнитного поля статора и устранения влияния на форму магнитного поля переходных процессов в обмотках электрическая схема, питающая обмотки статора, кроме периодической смены фазы тока в части обмоток 9, должна обеспечивать также и амплитудную модуляцию во всех обмотках с частотой Й.

В результате взаимодействия кругового поля с магнитотвердым материалом кольца б ротора модулятора возникает вращающий момент, действующий на ротор и изменяющийся по гармоническому закону.

Этот вращающий момент вызывает упругие деформации пружин 4, механически связанных с втулкой 2 и диском 1. При этом кольцо

5, стаканчик б и активный элемент 7 ротора будут совершать гармонические колебания с амплитудой угла поворота 1 — 5 .

Поскольку величина и направление вращения магнитного поля статора меняются с частотой, равной частоте питания, то и момент, действующий на ротор, будет меняться и по величине и по направлению. Вращающий момент, действующий на ротор, не зависит от его азимутального положения по отношению к статору.

5 Геометрия пружин 4 и масса элементов б, б и 7 ротора подобраны так, что частота собственных колебаний ротора примерно совпадает с частотой реверса магнитного поля статора, 10 Оптически активный элемент 7, жестко связанный с ротором, также будет совершать гармонические колебания вокруг направления распространения света.

Если в качестве оптического элемента 7 ис15 пользуется поляроид или призма, то изменяется азимут плоскости поляризации света, прошедшего через элемент 7. Если элемент 7 выполнен в йиде фазовой пластинки, то, кроме изменения азимута преимущественной по20 ляризации света, будет меняться и степень эллипсовидности пропорционально разности фаз, вносимой фазовой пластинкой.

Поскольку между ротором и статором модулятора нет механической связи, а ротор

25 модулятора не имеет явно выраженных полюсов, то можно вращать ротор одновременно с его вибрированием в любую сторону и на любой угол, что крайне необходимо при поляризационно-оптическом методе исследоваЗО ния напряжений.

Благодаря тому что ротор выполняется в виде тонкого кольца с небольшой массой, можно использовать оптически активные элементы больших размеров с большими рабочи35 ми полями, что часто бывает решающим в выборе того или иного модулятора.

Предмет изобретения

Модулятор состояния поляризации света, 40 содержащий статор и ротор со встроенным в него оптически активным элементом, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочего поля модулятора, ротор выполнен в виде кольца толщиной от 0,1 до 1 мм и закрейлей

45 посредством плоских пружин, например, йа зубчатом колесе, а неподвижный статор содержит смещенные в пространстве обмотки, которые подсоединены к источникам синусоидальных токов разных фаз, снабженным

50 блоком модуляции токов по амплитуде и по фазе с частотой, близкой или равной частоте собственных колебаний ротора.

381006

Кор;.ситор Г. Запорожец

Редактор Т. Орловская

Заказ 2206/19 Изд. № 512 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 б

Составитель С. Соколова

Техред Т. Курилко