DE1572735C - Optische Vorrichtung zur Überprüfung der Brechungseigenschaften planparalleler, lichtdurchlässiger Proben - Google Patents
Optische Vorrichtung zur Überprüfung der Brechungseigenschaften planparalleler, lichtdurchlässiger ProbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träzur
Überprüfung der Brechungseigenschaften plan- ger am Eingang eines Schutzrohrcs angeordnet ist,
paralleler, lichtdurchlässiger Proben, durch welche das auf der gleichen Grundplatte mit zwei starren
das gebündelte Licht einer Lochblende hindurch, von Trägern festgehalten, endseitig durch den Hohlspieeinem
Kugelspiegel reflektiert, in dessen Brennpunkt- 5 gel abgeschlossen und davor durch einen breiten Ausebene
fokussiert und durch ein darauf gerichtetes schnitt zur Aufnahme der optischen Proben unterFernrohr
das Bild der Lochblende sowohl an einer brachen ist, die durch eine dicht auf das Schutzrohr
Schlicienblcnde nach dem Koinzidenzsystem, als aufgeschobene und über,dessen Ausschnitt zurückauch
mit freiem Blickfeld über zwei in den Lichtweg schiebbare Rohrhülse nach außen hin vollständig abeingeschaltete
Polarisatoren auf Fehler durch Dop- io deckbar sind,
pelbrechung zu betrachten ist. Das fest auf der gemeinsamen Grundplatte abge-
pelbrechung zu betrachten ist. Das fest auf der gemeinsamen Grundplatte abge-
Diese Vorrichtung soll allgemein und für beide stützte Schutzrohr dient gleichermaßen zum Abgenannten
optischen Prüfmethoden verwendbar sein, schluß des Lichtweges, zur Aufnahme des Kugelsowie
die dazu bekannten optischen Elemente um- spiegeis und zum raschen Einsatz zylindrischer Profassen,
wozu auch der für die Koinzidenzmessung er- 15 ben, die in der optischen Achse zentriert und ungleich
forderliche Spiegel oder ein Prisma für die Ablen- mit einem Griff abdeckbar sind durch die vorgekung
der von der Lochblende kommenden Licht- schlagene Rohrhülse. Diese kann auch dann mit Vorstrahlen
in die Achse des Kugelspiegels gehört. teil verwendet werden, wenn größere Proben zu
Schlierengeräte dieser Art sind seit langer Zeit untersuchen sind und dann die Rohrhülse bis dicht
bekannt. Der doppelte Lichtdurchgang durch die nahe 20 an die betreffende Probe herangeschoben wird, was
am Kugelspiegel angeordnete Probe ergibt größere für den optischen Prüfvorgang vollständig ausreicht.
Empfindlichkeit beim Aussuchen optischer Fehler Auf der anderen Seite kann auch die Schlierenblende
und den Vorteil eines räumlich beschränkten Auf- rasch aus dem Blickfeld entfernt werden, während
baues bei großer Brennweite. Die für Kontrollmes- die Polarisatoren die SchUerenprüfung überhaupt nicht
sungen bei der industriellen Fertigung möglichst 25 behindern, wenn man nur den Analysator auf die
rasch an zahlreichen Proben durchzuführende Ma- gleiche Polarisationsrichtung einstellt wie die vom
terialprüfung kann ohne Rücksicht vom Abstand der Kugelspiegel reflektierte Strahlung.
Fehler gegenüber dem Kugelspiegel abhängige Ver- Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen
doppelung des Schliereneffektes voll erreicht wer- Vorrichtung besteht darin, daß damit im Bedarfs-
den,jedoch ist die bei den bisher bekannten optischen 30 fall auch mit den gleichen Vorteilen flüssige Proben
Prüfgeräten übliche Ausführung, Anordnung und optisch geprüft worden können, und zwar durch einen
Handhabung nur unter bestimmten Voraussetzungen zylindrischen Probenträger zur Aufnahme von Flüs-
labormäßig brauchbar, gegen mechanische Erschütte- sigkeiten, auf beiden Stirnseiten mit planparallelen
rungen empfindlich und die notwendige Abschattung Sichtscheiben abgeschlossen, passend in den Aus-
von Streulicht notwendig. . 35 schnitt des Schutzrohres einsetzbar und dessen Man-
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine telfläche oben durch einen Ausschnitt zum Einfüllen
optische Vorrichtung zu schaffen, bei der diese Nach- der Flüssigkeiten offen ist.
teile nicht bestehen und mit der man in zuverlässiger In der Zeichnung ist das optische Prinzip und da-
Weise nicht nur die Schlierenprüfung durchführen zu ein Ausfühiungsbeispiel der erfindungsgemäßen
kann, sondern auch die bekannte Untersuchung auf 40 Vorrichtung dargestellt. Es zeigt
Doppelbrechungen mit zwei Polarisatorcn, von denen Fig. 1 das Prinzip der bekannten Koinzidenz-
der eine am Eingang des Lichtweges und der andere schlierenmessung,
am Ausgang des Lichtweges als Analysator benutzt F i g. 2 die Seitenansicht der optischen Vorrichtung
und so eingestellt wird, daß bei einer idealen opti- und dazu
sehen Probe fast kein Strahlendurchgang mehr statt- 45 F i g. 3 die Draufsicht auf die gemeinsam und ver-
l'iiulel, während Fehler durch Doppelbrechung deut- schieblich am gleichen Träger vor dem Schutzrohr
lieh wahrnehmbar werden als Aufhellungen des mit angeordneten Teile, sowie
einem weiten Blickfeld betrachteten optischen Ma- Fig. 4 in vergrößerter Darstellung den Proben-
terials. Außerdem soll eine solche optische. Vorrich- behälter für Flüssigkeiten.
lung im Bedarfsfall auch für flüssige Proben ver- 50 Aus Fig. 1 sind die für eine Schlierenmessung
wendbar sein, deren gleichmäßige Durchmischung nach dem Koinzidenzverfahren bekannten optischen
- bzv/. Brechungsindex kontrolliert werden kann, Elemente ersichtlich. Eine Lichtquelle 34 umschließt
Für den angestrebten Zweck braucht die Vorrich- eine Glühlampe36, von der das Licht durch einen
lung also nur die notwendigsten optischen Teile zu Kondensor 38 durch eine Lochblende 35 auf ein
umfassen, da im allgemeinen bei der industric.Ilen 55 Prisma 40 fällt und in Richtung zu einem Kugel-Ferligung
nur das Rohmaterial, also auch feste Pro- spiegel 24 durch die zu untersuchende Probe 26 hin-,
ben nur in zylindrischer Form untersucht ■ werden, durch, sowie fast in der gleichen Richtung zurück
also die Materialeigenschaften und nicht der optische im Brennpunkt P an'einer messerförmigen Schlieren-Schliff.
' ..·",· . ; ..-;../' blende 42 fokussiert wird und vom Auge betrachtet
Hine optische Vorrichtung, die diesen Zweck in 60 werden kann als Bild der Lochblende. Diese kann
überraschend brauchbarer und einfacher Weise er- bekanntlich ein rundes Loch oder ein Spalt sein. Im
füllt und vielseitig verwendbar und wegen ihres sta- Bereich A werden die Lichtstrahlen zum Kugelspiebilun
Aufbaues gegen mechanische Erschütterung un- gel 24 abgelenkt und fast im gleichen Raum B reempfindlich
sowie auch rasch und zuverlässig .gegen flektiert.
einfallendes Licht abschirmbar ist, erhält man gemäß 65 Fig. 2 und 3 zeigen die optische Vorrichtung 10
der Erfindung dadurch, daß die Schlierenblende ver- mit den Merkmalen der Erfindung, bei der die
stellbar und mit den beiden Polarisatoren gemeinsam Schlierenblende 42 verstellbar 44 und mit den beiden
mit der J.ichtcjuclle und dem Stativ des Fernrohres Polarisatoren 56, 58 gemeinsam mit der Lichtquelle
34 und dem Stativ 46 des Fornrohres 48 in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träger 28 am
Eingang eines Schutzrohres 18 angeordnet sind, das auf der gleichen Grundplatte 12 mit zwei starren
Trägern 12, 14 festgehalten, endseitig durch den Hohlspiegel abgeschlossen und davor durch einen
breiten Ausschnitt 20 zur Aufnahme der optischen Proben 26 bzw. 26 α unterbrochen ist, die durch eine
dicht auf das Schutzrohr 18 aufgeschobene und über dessen Ausschnitt 20 zurückschiebbare Rohrhülse 22
nach außen hin vollständig abdeckbar sind.
Bei der außerordentlich stabilen Anordnung der genannten Teile braucht also nur der auf der gemeinsamen
Grundplatte 12 verschiebliche Träger 28 zweckmäßig an zwei Führungsstangen 30 mit einer
Stellschraube 32 auf den Brennpunkt eingestellt zu werden. Die in seiner Mittelebene angeordnete
Schlierenblende 42 kann gleichfalls mit einer Stellschraube 44 im Bedarfsfall aus dem Blickfeld heraus
oder in das Blickfeld eingeschoben werden. Das Stativ 46 des Fernrohres 48, sowie der Polarisator 56
und der Analysator 58 sind als bekannte Polarisationsfilter ortsfest am Träger 28 angeordnet, der Analysator
zweckmäßig drehbar. Auch die zu untersuchende Probe 26 kann ohne Änderung ihrer Lage
in der optischen Achse gedreht werden, wenn die Probe aus festem Material besteht. Der breite Ausschnitt
20 ist auch für wesentlich dickere Proben und zum Einstellen von großen Scheiben aus Glas geeignet,
nur kann in diesem Falle die Rohrhülse 22 dann nicht ganz bis über den Kugelspiegel 24 geschoben
werden. In allen anderen Fällen ist der optische Strahlenweg im Schutzrohr 18 vollständig abgedeckt.
Die zur Schlierenprüfung und zur Fehlerbetrachtung auf Doppelbrechungen vielseitig verwendbare
Vorrichtung kann als Ganzes ohne Änderung ihrer Einstellung transportiert werden und steht
damit auch viel handlicher und rascher an beliebiger Stelle zur Verfügung, als die bisher bekannten optischen
Anordnungen, deren einzelne Geräteteile jedesmal erneut zusammengestellt und justiert werden
müssen.
F i g. 4 zeigt das besonders praktische Hilfsmittel für die genannten Untersuchungen an flüssigen Proben,
und zwar einen zylindrischen Probenträger 26 a zur Aufnahme von Flüssigkeiten, auf beiden Stirnseiten
mit planparallelen Sichtscheiben 54 abgeschlossen, passend in den Ausschnitt 20 des Schutzrohres
18 einsetzbar und dessen Mantelfläche 50 oben durch einen Ausschnitt 52 zum Einfüllen der Flüssigkeiten
offen ist.
Es ist klar, daß die Erfindung keineswegs das eine oder andere optische Prinzip betrifft, sondern vielmehr
eine besonders praktische Vorrichtung für rasche, zuverlässige und an beliebigen Proben durchführbare
Kontrollen zur Überwachung der industriellen Fertigung mit möglichst geringem technischem
Aufwand und auch weitgehend unempfindlich gegen mechanische Erschütterungen oder die am Aufstellungsort
herrschenden Lichtverhältnisse. Dabei ist natürlich das Rohr für optische Geräte seit jeher
üblich, jedoch bisher in keinem Falle in so praktischer Weise zugleich als Abstützung und Aufnahmebehälter
mit einem weiten Ausschnitt ausgestaltet worden, der die zylindrischen Proben allein durch
ihre Abmessungen zentriert und senkrecht zum Strahlengang bringt sowie gleichzeitig durch das vorgeschlagene
Füllrohr auch vollständig abgedeckt werden kann. Die schon von Foucauld genannte, später
von Toepler beschriebene und noch heute bewährte Koinzidenz-Schlierenprüfung kann durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung auch im Bedarfsfalle mit der Prüfung auf Doppelreflektionen mit der bekannten
Polarisationsmethode für beliebige feste oder
ίο flüssige Proben nun in praktischer Weise mit überraschend
einfachen Mitteln unmittelbar für die industrielle Fertigung eingesetzt werden, also für
planparallele und vorzugsweise zylindrische Proben und ohne den sonst üblichen labormäßigen Aufwand.
as Die einmal stabil gefertigte Vorrichtung bedarf keiner
Justierung, ausgenommen natürlich die zweckmäßige Nachstellung, auf den sich bei dicken Proben verschiebenden
Brennpunkt P und die wahlweise durchführbare Einstellung der Schlierenblende 42, jeweils
mit einer stabilen Stellschraube 32 bzw. 44. Die Vorteile der vorgeschlagenen Vorrichtung in ihrer Gesamtheit
ergeben ein überraschend brauchbares Arbeitsgerät, das auch im Hinblick auf bauliche Einzelmerkmale
aller bisher bekannten optischen Geräte eine neuartige Konstruktion und für die zuverlässige
industrielle Massenfertigung einen erheblichen Fortschritt darstellt, weil es mit weniger Aufwand rascher
und vielseitiger anwendbar ist.
Claims (2)
1. Optische Vorrichtung zur Überprüfung der Brechungseigenschaften planparalleler, lichtdurchlässiger
Proben, durch weiche das gebündelte Licht einer Lochblende hindurch, von einem Kugelspiegel reflektiert, in dessen Brennpunktebene fokussiert und durch ein darauf gerichtetes
Fernrohr das Bild der Lochblende sowohl an einer Schlierenblende nach dem Koinzidenzsystem, als
auch mit freiem Blickfeld über zwei in den Lichtweg eingeschaltete Polarisatoren auf Fehler durch
Doppelbrechung zu betrachten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlierenblende
(42) verstellbar (44) und mit den beiden Polarisatoren (56, 58) gemeinsam mit der Lichtquelle
(34) und dem Stativ (46) des Fernrohrs (48) in dessen Achsrichtung verschieblich an einem Träger
(28) am Eingang eines Schutzrohres (18) angeordnet ist, das auf der gleichen Grundplatte
(12) mit zwei starren Trägern (12, 14) festgehalten, endseitig durch den Hohlspiegel abgeschlossen
und davor durch einen breiten Ausschnitt (20) zur Aufnahme der optischen Proben (26
bzw. 26 d) unterbrochen ist, die durch eine dicht
auf das Schutzrohr (18) aufgeschobene und über dessen Ausschnitt (20) zurückschiebbare Rohrhülse
(22) nach außen hin vollständig abdeckbar sind.
2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Probenträger
(26 a) zur Aufnahme von Flüssigkeiten, auf beiden Stirnseiten mit planparallelen Sichtscheiben
(54) abgeschlossen, passend in den Ausschnitt (20) des Schutzrohrs (18) einsetzbar und dessen
Mantelfläche (50) oben durch einen Ausschnitt
(52) zum Einfüllen der Flüssigkeiten offen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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