Устройство для измерения атмосферной рефракции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АТМОСФЕРНОЙ РЕФРАКЦИИ, содержащее последовательно расположенные источник немонохроматического света, компенсирующую призму с переменньм Преломляющим углом, включакяцую две стекг лянных пластины, вторая из которых по ходу излучения, соединена с приводом вргицения, телескопическую труву с объективом и окулярный микрометр, отли.чающеес я тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения .времени измерения, телескопическая труба снабжена Дополнительно источником излучения и плоским зеркалом , образуняцими вместе с объективом трубы автоколлиматор, при этом Вторая пластина компенсирующей призмы выполнена в виде полупрозрачного зеркала, а первая пластина -т в виде симметричного относительно плоскости, проходящей через оптическую ось устройства , делительно-растягивающего клина, выполненного из двух частей г с разными показателями прелс шения и дисперсией, соединенных между собой , причем ребро клина установлено параллельно оси вращения второй пластины. сл а о о СП 0

(1В И1), СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИН

3(Я)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТМ ЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

O (21) 3394293/18"25 (22) ОВ.Р2.82 (46) 23.11.83. Вюл, Р 43 (72) В.Ф.Вшивков и П.A.Øèëêèí (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени. политехнический институт (53) 535,224(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Ф 340948, кл. С 01 я 21/46,1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 424007, кл. G 01.С 1/00, 1974 (прототип ). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АТМОСФЕРНОЙ РЕФРАКЦИИ, содержащее последовательно расположенные источник немонохроматического света, компенсирующую призму с переменным ггреломляющим углом, включающую две стек.лянных пластины, вторая из которых по ходу излучения, соединена с приводом вращения, телескопическую трубу с объективом и окулярный микрометр, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения .времени измерения, телескопическая труба снабжена дополнительно источником излучения и плоским зеркалом, образукицими вмеоте с объективом трубы автоколлиматор, при этом .

Вторая пластина компенсирующей призмы выполнена в виде полупрозрачного зеркала, а первая пластина в виде симметричного относительно плоскости, проходящей через оптическую ось устройства, делительно-растягнвающего клина, выполненного из двух частей с разными показателями преломления З и дисперсией, соединенных между собой, причем ребро клина установлено параллельно оси вращения второй пластины.

1056006

Изобретение отнрсится к измерению атмосферной рефракции и может быть использовано в геодезических и . астрономических измерениях при определении метеоэлементов и показателя преломления.

Известно устройство для измерения рефракции, включающее двухканальную приемную оптическую систему с. двулучепреломляющими кристаллами, чувст. вительными к угловым перемещениям, световых сигналов, объективный фотометр, регистрирующий величину угловой дисперсии. f1) .

Недостатком. этих устройств является то, что они требуют .самостоя- 15 тельного исполнения и зависимы от частотных и амплитудных. флуктуаций в реальной атмосфере.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения атмосферной рефракции, содержащее последовательно расположеиные источник немонохроматического света, компенсирующую призму с переменным преломляющим .углом, включающую две стеклянные пластины, вторая из которых по ходу излучения соединена с приводом вра щения, телескопическую трубу с объек- тивом и окулярным микрометром f2) .

Недостатком известного устройства является то, что при неравенстве коэффициентов дисперсии призмы и воздуха в момент измерения,. а это условие выполнить затруднительно, происходит неполная компенсация реф- 35 ракции. Это требует. измерения угла частичной компенсации с последующим вычислением полной рефракции, Уст ройство не приспособлено для измерения такого угла, в результате .чего 4ц велика погрешность измерений, а про" ведение угловых измерений с помощью дополнительных средств измерений угла приводит к существенному увеличению-времени измерений. 45

Цель изобретения — упрощение процесса и сокращение времени измерений.

Для достижения укаэанной цели в устройстве для измерения атмосферной Рефракции, содержащем последо- 5р вательно расположенные источник не- монохроматического света, компенсирующую призму с переменным преломляющим углом, включающую две стеклянные пластины, вторая иэ .которых по ходу излучения соединена с .приводом вращения, телескопическую трубу с объективом и окулярный микрометр, телескопйческая труба снабжена дополнительно источником излучения и плоским зеркалом, образующими вмес-60 те с объективом трубы автоколлиматор, при этом вторая пластина компенсиру ющей призмы выполнена в виде полупрозрачного зеркала, а первая пластина - в виде симметричного относи- 65 тельно плоскости, .проходящей через оптическую ocb устройства, делительно-растягивающего клина, выполненного из двух частей с разными показателями преломления и дисперсией, соединенных между собой, приМем ребро клина установлено параллельно оси вращения второй пластины.

На чертеже показана структурная схема устройства. . устройство состоит из немонохроматического источника 1 света, компенсирующей призмы с переменным преломляющим углом 2, укрепленной на объективе;зрительной трубы 3 или помещенной внутри нее и сделанной в виде полого цилиндра с гофрированной боковой поверхностью 4, первый по ходу излучения неподвижной стеклянной пластиной 5, выполненной в виде делительнорастягивающего клина.из стекол с разными показателями преломления и дисперсией, причем ребро клина установлено параллельно оси вращения второй стеклянной пластины 6, выполненной в виде полупрозрачного зеркала, окуляра с окулярным микрометром

7, источника 8 света и. зеркала 9 автоколлимационного устройства. Расстояние между источником 8 света и, зеркалом 9 для фокусировки может изменяться посредством подвижного тубуса, в котором укреплен источник света.

Устройство для измерения атмосферной рефракции работает следующим образом.

Измерительный инструмент устанавливают в рабочее положение,. компенсирунщую призму 2 ориентируют так, чтобы ось вращения второй .(подвижной) пластины 5 была перпендикулярна к плоскости измерения. В фокусной плоскости объектива 3 наблюдают изображение источника 1. света, раздвоенное и растянутое в цветные полоски с противоположным направлением цветов пластиной 5. Несимметрия в иэображениях по цвету наблюдается только при наличии рефракции, если пластины

6 и 5 строго параллельны. Мнкрометрическим винтом подвижной пластийе 6 придают наклон до тех пор, пока не появится симметрия по цветовой окраске в раздвоенном изображении источника.1 света. При этом изображение источника 8 света автоколлимационного устройства отклоняется на некоторый угол, который измеряют окулярным микрометром 7 с подвижной нитью.

Перед началом измерений определяется начальный отсчет по микрометру на изображение источника 8 света при цветовой .симметрии двойного изображения наблюдаемого источника 1 света без наличия рефракции источника 1 на близком расстоянии, т,е, постоянная йрибора.

1056006

Составитель В. Квочка

Редактор Н..Лазаренко Техред Л.Пилипенко Корректор A. Тяско

Заказ 9289/33

Тираж 873

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Угол рефракции вычисляют по фор"ср "с воъА, э

h 10р где К, и К вЂ” отсчет по микрометру на момент измерения и постоянная прибора;

n - отношение отклонения коллиматорного изображения к углу преломления компенсирующей призмой при 10 одном наклоне подвижной пластиныу

u - цена деления окулярного . микрометра, гвозди )„Р - коэффициенты дисперсии ..15 воздуха и среды компенсирующей,призмы.

Выполнялись измерения рефракции над водной поверхностью.

Устройство собрано на базе теодо". лита TT-2/6, Компенсирующая призма

2 собрана в двух вариантах: жидкостная, и из двух оптических призм. Источник .света (кинопроекционная лампа К-32) устанавливается на корабле. на .берегу25 ( устанавливается устройство для измерения рефракции и выполняется изме:рение на уходящнй от берега корабль до 12 км. Одновременно на корабле измеряются градиенты температуры и .другие метеоэлементы. Анализ данных показал,.что угол рефракции за. 10 с измерялся с ошибкой порядка 5 . Это соответствует измерению градиента температуры на дистанции в 5 км с ошибкой 0,01 С/м.

Использование предлагаемого устройства позволяет проводить исследования атмосферы по измеряеМым углам рефракции. При этом упрощается процесс измерений и сокращается время на проведение измерений.

По углам рефракции вычисляются градиенты показателя преломления, т.е. градиенты температуры, давления, влажности. При этом измерения выполняются на всевозможные подвижные объекты на любом удалении и любом зенитном угле, что не выполнялось ни одним известным способом (устройством).