De bank voor het optisch spanningsonderzoek

De bank voor het optisch spanningsonderzoek

Citation for published version (APA):

Braak, L. H. (1968). De bank voor het optisch spanningsonderzoek. (DCT rapporten; Vol. 1968.040). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1968

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

De bank voor het optisch spannings- onderzoek.

I11

IV

De bank voor het optisch spanningsonderzoek

I Inleiding

I1 Beschrijving van de algemene opzet.

1.

Het optische systeem

2. De mechanische onderdelen 3 . De elektrische circuits

Beschrijving van enige specifieke onderdelen.

1.

De lichtkast 2. De filterhouders 3 . De beeldvorming 4 . De aandrijvingen 5 . Het tandwielkas tj e 6. De meetmethode 7. De halfautomaat Enkele Instelprocedures

1 .

De lampen 2. De filters 3 . Het afbeeldingssysteem 3 8 12 14 18 20 27 31 34 38 41 4 2 44

- 1 -

De bank voor het optisch spanningsonderzoek

Inleidine

De optische bank in het laboratorium van de groep Technische Mechanica, Technische Hogeschool Eindhoven, is geconstrueerd om, door middel van een modeltechniek, inzicht te verkrijgen in twee-dimensionale spannings- toestanden. Bij het zo geheten optisch spanningsonderzoek wordt gebruik gemaakt van een fysisch verschijnsel dat als dubbele breking bekend staat. Verschillende kunststoffen vertonen dit effect onder invloed van een me- chanische belasting. De gegevens die uit het onderzoek verkregen kunnen worden, hangen nauw samen met de spanningsverdeling in het model en maken het in principe mogelijk deze spanningsverdeling geheel te berekenen.

Bij de hier te bespreken apparatuur worden vlakke, doorzichtige modellen gebruikt, waarin een vlakspanningstoestand wordt aangebracht. Een tele- centrische bundel licht doorloopt het model. De lichtbron levert wit licht of monochromatisch groen licht. De lenzen van het afbeeldingssysteem zoïgeïì voûï een tweetal

----

vcLgïûtirrgsverhoüdLrrgen vârr het ~ û d e l , waardoor ook

de plaats van het model in het optische systeem vastligt. De afbeelding kan

in haar geheel geprojecteerd worden op het isoklinenscherm, dat in het be-

dieningspaneel van de optische bank is ingebouwd. Een deel van de afbeelding

kan fotografisch geregistreerd worden. De camera is geintegreerd in het to-

tale meetsysteem.

Voor het bepalen van de deelwaarde van de orde

-

volgens de meetmethode van

Senarmont

-

kan het model punt voor punt doorgemeten worden. Het meetprocédé

is gedeeltelijk geautomatiseerd. De polaroid en kwart-lambdafilters worden door middel van elektrische assen aangedreven. Het te meten modelpunt moet

- 2 -

het model in zijn vlak te verplaatsen.

D e bedienings- en kontrole-organen voor de optische bank zijn zodanig rond het afbeeldingssysteem gegroepeerd, dat vanaf één plaats alle noodzakelijke handelingen voor het meten verricht kunnen worden.

- 3 -

Beschrijving van de algemene opzet

I . Het oDtisch systeem

Een hoge druk kwiklamp en een hoge druk xenonlamp vormen de lichtbronnen

van de optische bank. Een groot gedeelte van de uitgezonden lichtstroom

wordt binnen de lichtkast

(1.1)

gebundeld in het zogenaamde secundaire

brandpunt. Dit punt kan worden opgevat als de "nieuwe" lichtbron voor het optische systeem. In het secundaire brandvlak is een instelbaar diafragma (1.3) gemonteerd. Voordat het licht door het diafragma kan gaan, moet het

een warmte- en verdoezelingsfilter (1.2) passeren. Achter het diafragma

kan een interferentie-filter ( 1 . 1 9 ) geplaatst worden. In combinatie met de kwiklamp levert dit een voldoende grootte van de lichtstroom op, waar-

van het optisch zwaartepunt dan ligt bij een golflengte X = 546 nm.

Het secundaire brandpunt valt samen met het brandpunt van een enkel-

voudige condensorlens (1.4). Bij een diafragma-opening van 24 mm. diameter,

heeft

2 x

1

,so.

De dismeter van de bundel bedraagt daar circa 220 nnn.

de telecentrische lichtbundel achter de condensor een tophoek van

De eerste filtergroep is direct achter de condensor geplaatst en bestaat

uit de polarisator (1.5) en een kwart-lambda-plaat (1.18). Bij het meten

volgens de meetmethode van Senarmont geeft deze filter-combinatie lineair gepolariseerd licht. Het is mogelijk de kwart-lambda-plaat ten opzichte van de polarisator zo te draaien dat ook circulair gepolariseerd licht ge- vormd kan worden. Indien noodzakelijk, kan de kwart-lambda-plaat geheel uit de stralengang geschoven worden.

Nadat het licht door het model ( 1 . 6 ) is gegaan, passeert het de tweede

filtergroep, die weer bestaat uit een verschuifbare kwart-lambda-plaat ( 1 . 1 7 )

en de analysator ( 1 . 7 ) . Door de onderlinge stand van de filters te wijzigen

- 4 -

veld gemeten worden.

De afbeeldingsoptiek bestaat uit een kleur-gecorrigeerd doublet ( 1 . 8 ) en

één reproduktie-objectief, dat zich in het brandpunt van het doublet be- vindt. Er zijn twee reproduktie-objectieven gemonteerd op een schijf ( 1 . 1 6 ) , die ten opzichte van het frame te verdraaiien is. Hierdoor kan een twee- en een tienvoudige vergroting van het model verkregen worden. De tienvoudige vergroting wordt voornamelijk gebruikt bij demonstraties aan bijvoorbeeld

grote groepen studenten. De afbeelding wordt in dit geval gevormd op het

projectie-scherm ( 1 . 1 2 ) , dat tegen de wand van het laboratorium bevestigd is. Normaliter wordt alleen de tweevoudige vergroting gebruikt; daarbij zijn er drie verschillende mogelijkheden. In de eerste plaats kan de stralengang

door een draaibare spiegel (1.15) worden afgebogen. Via een tweede spiegel

( 1 . 1 0 ) wordt de afbeelding dan geprojecteerd op het isoklinenscherm (1.9). Dit scherm bestaat uit een matglazen plaat, maar kan op eenvoudige wijze vervangen worden door een vel transparant tekenpapier, waarop isoklinen en isochromaten geschetst kunne? worden. Bij de nu volgende toepassingen wordt de stralenbundel niet afgebogen en wordt slechts een deel van de afbeelding gebruikt.

Fotografische opnamen kunnen gemaakt worden net de camera, die in de op- tische bank is ingebouwd. Een van de reproduktie-objectieven doet dan tevens dienst als lens. Achter het objectief is direct een compound-sluiter aange- bracht. Het camera-huis v o m t een onderdeel van het frame en de bedienings- kasten en is geheel lichtdicht af te sluiten. Het filmmateriaal kan door

middel van cassettes in een camera-achterwand ( 1 . 1 1 ) geplaatst worden. Deze

cassette-houder kan ook uit de stralengang geschoven worden. De cassettes

zijn geschikt voor de negatiefformaten 18 x 2 4 en 9 x

12

cm. Met een speciale aanpassing is het mogelijk een normale rolfilm te gebruiken, die dan tien

- 5 -

negatieven van 56 x 7 2 mm levert.

Voor het bepalen van de lichtintensiteit in een punt van de afbeelding

wordt een foto-multiplikatorbuis (1.13) gebruikt, die op een deur (1.14)

van het frame is bevestigd. De opening waardoor het licht op deze buis

valt heeft een diameter van 0,4 mm en bevindt zich in de optische as,

evenals het te meten punt van het model. Om een ander punt van het model door te meten, moet het model in zijn vlak verplaatst worden.

Als de cassette-houder (1.11) buiten de stralengang geplaatst is, kan de

deur (1.14) gesloten worden om lichtmetingen te verrichten. Wordt ook de

deur open gezet dan komt een opening vrij in de achterzijde van de optische bank, waardoor een tienvoudig vergrote afbeelding van het model op het scherm

i

l

i

i

i

I

I

O +d l-t P* VI n P (D

\

\

\

\.

2

fig.

1

- 7 - Verklaring fig. 1

1 .

2. 3 . 4 . 5. 6. 7 . 8. 9 .

10.

1 1 .

12. 13. 14. 15. 1 6 . 1 7 . 18. 1 9 . lichtkast warmte- en verdoezelingsfilter di af r agma condensorlens polarisator mode 1 analysator doublet isoklinenscherm spiegel

camera-achterwand, tevens cassettehouder projectiescherm

fotom~ltiFllkatcrbuFs deur

draaibare spiegei objectievenschij f kwart 1 amb dap 1 aa t kwartlambdaplaat interferentiefilter

- 8 -

11.2 De mechanische onderdelen

Vrijwel alle componenten van het optische systeem zijn op de hoofdligger

van de bank gemonteerd. De hoofdligger is samengesteld uit een fundatie-

balk (2.3) en twee dwarsbalken. De rechter dwarsbalk (2.1) ondersteunt

de lichtkast (2.14) en één van de filterhouders ( 2 . 1 3 ) . In deze filter-

houder zijn de condensorlens (1.4) en polarisator met de daarbij horende

kwart-lambdaplaat samengebouwd. De tweede filterhouder ( 2 . 1 0 ) , die het

afbeeldingsdoublet (1.8) bevat en de analysator met kwart-lambdaplaat, is

op de linkerdwarsbalk (2.4) gemonteerd. Deze dwarsbalk vormt tevens een

ondersteuning voor de ombouw voor de bedienings- en controle-organen. De

lichdichte binnenkast (2.8) met aan de voorzijde een lagering voor de

schijf met reproductie-objectieven ( 1 . 1 6 ) , is ook op de linker dwarsbalk bevestigd. De balk is aan het uiteinde voorzien van een extra ondersteuning,

die bestaat uit een dwarsligger (2.5) en een tweetal in hoogte verstelbare

poten ( 2 . 6 ) . De montagelijsten op de dwarsbalken ( 2 . 1 ) en ( 2 . 4 ) liggen op

eenzelfde hoogte boven de vloer en bovendien in eikaars verlengde.

Omdat e l k nodel in h e t voorweïpsvlâk van d e afbeeldingsoptiek geplaatst moet kunnen worden om een scherpe afbeelding te verkrijgen, is het nood-

zakelijk dat de opspariplaat (2.11) in optische as-richting ~- - versteld kan

worden. De beide dwarsbalken zijn dan ook op een zodanige afstand van elkaar

~~ ~ ~ ~-

geplaatst, dat een ruime verschuiving mogelijk is. Deze verschuiving wordt

verkregen door de middenbalk ( 2 . 2 ) over geleidingsassen te verplaatsen.

Het daarbij horend mechanisme wordt met handwiel ( 3 . 1 ) aangedreven.

De middenbalk heeft aan de bovenkant een prismatische geleiding voor het

belastingsframe (2.12). De elektrische aandrijving van het belastingsframe

is ingebouwd in de middenbalk. De horizontale verplaatsingen van het opge-

- 9 -

-

io

-

Verklaring fig. 2

1 .

2. 3 . 4 . 5. 6 . 7. 8. 9 . 10.

1 1 .

12. 13. rechter dwarsbalk middenbalk f undatiebalk linker dwarsbalk dwarsligger ondersteuningspoot deur lichtdichte binnenkast obj ectievenschij f tweede filterhouder opspanplaat

belas tingsf rame eerste filterhouder

- 1 1

-

is een soort gelijk mechanisme gebouwd om de opspanplaat (2.11) in verti-

cale richting te verplaatsen. De totale verplaatsing, in horizontale en

verticale richting, van een punt van het model bedraagt ongeveer 300 mm.

Aan de linker dwarsbalk ( 2. 4) en de dwarsligger (2.5) zijn een aantal

hoekstalen frames bevestigd, die de dragende constructie vormen voor de elektrische apparatuur van de optische bank. De beplating is, waar dat

nodig geacht ~ werd, uitgevoerd als deur, om snelle inspecties mogelijk

te maken. De panelen met de bedienings- en controle-organen hebben zoveel mogelijk een plaats gekregen in de omgeving van het isoklinenscherm,

Het gewicht van de totale constructie bedraagt ongeveer 2000 kg. Als andere karakteristieke gegevens kunnen nog vermeld worden:

de optische as van het systeem ligt op een hoogte van 1200 mm boven de

vloer; de maximale hoogte is 2200 mm.

De grootste lengte van het apparaat is 3540 mm. De maximale breedte van de

- l l a

-

-

12

-

11.3

De elektrische circuits

Het elektrische systeem van de optische bank kan in een aantal vrijwel

onafhankelijke groepen worden onderscheiden.

Voor elk van de twee lampen, die als lichtbron voor het optische systeem genomen kan worden, is een apart circuit aangelegd. Uitgaande van het ter beschikking staande draaistroomnet wordt met gelijkricht- en afvlakappara- tuur een zeer goed gestabiliseerde gelijkspanning verkregen. Dit is nood- zakelijk voor het bereiken van een zo constant mogelijke lichtstroom.

Onder een tweede groep valt de verstelling van het belastingsframe. De motoren voor de horizontale en verticale verplaatsing van het model zijn uitgevoerd als draaistroommotoren.

De derde groep omvat de halfautomatische besturing voor de meetmethode van Senarmont en de apparatuur voor het meten van de lichtintensiteit van een modelpunt.

De filters in de filterhouders zijn door middel van elektrische assystemen

gekoppeld aan de besturingsorganen in de bedieningskast. De vastgelegde

meetcyclus om de deelwaarde van de orde te bepalen volgens Senarmont is gedeeltelijk geautomatiseerd.

Door commando's aan een stappenschakelaar te geven wordt een programma- wals gedraaid, waarop het te doorlopen programma door middel van nokken

i s aangebracht. De waarde van de isokline en de deelwaarde van de orde worden op mechanische telwerken aangegeven.

-

De panelen met bedienings- en controle-apparatuur zijn zoveel- mogelijk

rond het isoklinenscherm gegroepeerd. Aan de linker dwarsbalk is een

paneel ( 7 . ~ ) gemonteerd, waarop alle elementen voor de verplaatsing van

-

13

-

( 7 . 8 ) de componenten van de twee lampcircuits. De versterker, die bij

de fotomultiplikatorbuis hoort in ingebouwd in het linker onderpaneel

(7.C), tesamen met de onderdelen voor de besturing van het programma.

Een aantal extra toegevoegde mogelijkheden van het programma worden ingesteld op paneel (7.B).

De elektrische onderdelen zijn groepsgewijze samengebouwd op, waar

mogelijk, uittrekbare chassis. In verband met kontroles, storing-

zoeken en reparaties zijn de meeste onderdelen goed bereikbaar ge- maakt, doordat de panelen veelal scharnierend aan het frame zijn be-

vestigd en de beplating aan de achterzijde van de kasten in de vorm

- - I 4

-

-

I11 Beschrijving van enige specifieke onderdelen.

111.1 De lichtkast

De lichtkast bevat twee hoge-druk gasontladingslampen, die als licht- bronnen voor de optische bank dienen. De booglengte van deze lampen

bedraagt 2 2 3 mm. Elke lichtboog bevindt zich in één van de brandpunten

van een elliptische spiegel ( 4 . 7 ) . Deze oppervlaktespiegel vangt ongeveer de helft van de uitgezonden lichtstroom op en bundelt die via spiegel

(4.10) in het zogenaamde secundaire brandpunt. Dit punt kan beschouwd worden als de "nieuwe" lichtbron voor de rest van het optisch systeem. De uitgevoerde opstelling heeft onder meer het voordeel dat er, uitgaande

van een betrekkelijk klein vermogen, een grote lichtstroom door het te

meten model gaat.

Bij het optisch spanningsonderzoek is vrijwel altijd wit licht noodzake- lijk. f e n xenonlarnp, type CSX-!50 ( 4 . 8 ) levert een spectrum dat lijkt

op d a t van daglicht. De kleurtemperatuur van de lamp bedraagt nl. 6000-

6300°R, hetgeen volgens de C . I .E. c af spraken overeenkomt met "dagl5cht C"

.

Monochromatisch licht i s vereist voor metingen, waarbij een hoge nauw-

keurigheid bereikt moet worden. Dit licht wordt verkregen door een inter- ferentiefilter ( 4 . 5 ) te plaatsen in de lichtbundel van een kwiklamp ( 4 . 1 ) .

Het licht van deze lamp, type CS-200, heeft een lijnenspectrum.

De doorlaatbaarheidscurve van het filter heeft een top voor de golflengte

A = 546 nm, de halfwaardebreedte bedraagt i3 nm. Het fileer laat dus

inderdaad licht door in een zeer beperkt golflengtegebied. Ondanks het feit, dat slechts een zeer gering deel van de uitgezonden lichtstroom het filter kan passeren, is de intensiteit van de bundel voldoende groot om metingen te kunnen uitvoeren. Het interferentiefilter kan op een ge-

%

-

15

-

makkelijke manier uit de stralengang genomen worden.

Elke lamphouder bevat een justeermechanisme, waardoor het van buitenaf

mogelijk i s , het hart van de lichtboog in het brandpunt van de elliptische

spiegel te brengen. Lamphouder en elliptische spiegel zijn in een cassette

(4.9) gemonteerd. In de cassette is ook het startapparaat voor de lamp opgenomen.

De hoogfrequente puls, die nodig is om de lamp te starten, vereist een zo kort rnqgelijke verbinding tussen starter en lamp. Het frame van de licht- kast is zo uitgevoerd dat de cassettes gemakkelijk onderling verwisselbaar zijn.

Het is bekend dat veelvuldig starten van gasontladingslampen tot een snelle veroudering leidt. Bij het ontwerp is er van uitgegaan, dat beide lampen

continu-branden. Welke lichtbron gebruikt wordt om het model door te lichten

hangt af van de stand van spiegel (4.10). Deze dubbelzijdige oppervlakte-

spiegel is om een verticale as in het frame draaibaar. De twee standen

worden met een snapper gefixeerd. Een van de lampen wordt dus gebruikt a l s

lichtbron voor het optische systeem, het licht van de andere lamp valt via

de spiegei op de achterwand van de lichtkast. Het deel van de wand dat dGoï

de lichtbundel wordt beschenen, bestaat uit een glazen ruit ( 4 . 1 1 ) . De licht-

stralen passeren deze ruit en worden door de gezwarte plaat (4.12) volledig

geabsorbeerd. De warmtestraling van deze plaat kan niet door de glasplaat heen. Omdat de warmte-ontwikkeling nu buiten de kast plaats vindt, wordt de

warmte-balans van de kast zelf gunstig beinvloed. In de lichtkast zijn ook

nog twee kleine dwarsstroomventilatoren (4.6) aangebracht, die een lucht-

stroom direct op de lichtbronnen richten. De gedwongen luchtcirculatie, die daardoor in de kast optreedt, zorgt er voor, dat er plaatselijk geen te hoge temperatuur optreedt. Indien dit door het uitvallen van een van de ventila- toren toch het geval zou zijn, wordt door een bimetaalrelais de lampstroom

-16 - 3

I

1 -

2. 3 . 4 . 5. 6. 7 . 8. 9 . 10. 1 1 . 12.

2

I fig. 4 .

horizontale doorsnede lichtkast

kwiklamp type CS-200 warmte- en verdoezelingsfilter warmtereflectiefilter diaf ragma interferentiefilter ventilator elliptische spiegel xenonlamp type CSX-150 cassette spiegel ruit

-

1 7

-

verbroken. De lampen kunnen niet opnieuw gestart worden, aleer de storing verholpen is.

Door de symnetrische opbouw van de lichtkast vallen de beide secundaire brandpunten van de elliptische spiegels samen. In dit punt is een instel-

baar diafragma ( 4 . 4 ) gemonteerd. Voordat het licht door dit punt de licht-

kast verlaat, passeert het eerst een warmte- en verdoezelingsfilter ( 4 . 2 ) .

Dit filter bestaat uit twee geprofileerde perspexplaatjes

,

die door water

gescheiden zijn. Door de profilering wordt de lichtbundel meer homogeen

gemaakt. De schaduw van de lamp wordt over een groter oppervlak verdeeld, evenals de gebieden met een hogere lichtintensiteit. Een deel van de warmtestraling wordt bij de doorgang van het licht in het water geabsor- beerd. Nog voor het diafragma is een extra warte-reflectiefilter ( 4 . 3 )

geplaatst. Het verdoezelingsfilter vormt een deel van een watergekoeld kuve t.

Door thermosyfonwerking wordt een voortdurende natuurlijke circulatie onderhouden. Het kuvet wordt extra gekoeld door een koelspiraal, die is aangesloten op de waterleiding.

De elliptische spiegels veroorzaken een 8 2 10-voudige vergroting van

de lichtboog in het secundaire brandpunt. De afbeelding van de boog heeft daar een grootte van circa 25 mm.

Bij het ontwerp van het optische systeem werd een tophoek van 2 x î,5

voor de telecentrische lichtbundel nog aanvaard. De maximale diafragma-

opening bedraagt daarbij 24 mm. In deze situatie blijkt slechts een klein

gedeelte van de lichtbundel te worden afgeschermd.

O

De lichtkast is vrijwel geheel luchtdicht afgesloten. Van eventuele ozonvorming door de lampen is in het laboratorium niets te merken.

-

18

-

111.2 De filterhouders.

De beide filterhouders zijn in opbouw identiek. De eerste filterhouder ( 2 . 1 3 ) bevat de condensorlens ( 1 . 4 ) . Dit is een enkelvoudige planconvexe lens, die alleen voor sferische aberraties gecorrigeerd is. De brand-

puntsafstand is 480 mm, de diameter bedraagt 220 mm. In de tweede

filterhouder is het kleurgecorrigeerde doublet (1.8) bevestigd. Deze

grote afbeeldingslens heeft ook een brandpuntsafstand van 480 mm, maar

de nuttige diameter is 200 mm.

Polarisator (1.5) en analysator ( 1 . 7 ) bestaan uit schijven polaroïd-

materiaal, type HN 2 2 , die tussen glasplaten zijn gekit. Vanwege de ver-

eiste diameter was het niet mogelijk, ook de kwart-lambdaplaten gelami- neerd te verkrijgen.

Door een groot aantal platen te testen is het wel gelukt de beschikking te krijgen over kwart-lambdaplaten, die zeer goed zijn aangepast aan de

monochromatische go1flengte.X = 546 nm, die bij het meten gebruikt wordt.

~

-

~

De _retardatie van elijk overeen met een

-~

- - - optisch weg-

lengte verschil van 136,5 resp. 1 3 6 , 7 nm, ofwel uitgedrukt als fractie

van bovengenoemde golflengte: 0,25V f

;Zo-.

Elke filter wordt door een klemring tegen een schijf (5.1) gedrukt. De

schijf is voorzien van een velg ( 5 . 2 ) waarop een schaalverdeling en een

vertanding is aangebracht. De binnenkant van de velg wordt geleid door vier kogellagers, waarvan er twee op een excenter geplaatst zijn. Er kan een instelling gezocht worden, waarbij de velg met minimale wrijving en speling kan ronddraaien. In de vertanding van de velg loopt een nylon

rondsel, dat op de as van een elektrisch systeem ( 5 . 4 ) bevestigd is.

De verdraaiing van het filter kan daardoor geregeld worden vanaf het bedieningspaneel.

-

19

-

f i g . 5 filterhouders

-

20

-

schaalverdeling op de velg is uitgevoerd in decimaalgraden.

-

400

decimaalgraden komen overeen met 2r radialen. Op het frame van de

filterhouders zijn afleesglaasjes ( 5 . 3 ) gelijmd, waardoor een parallax- vrije aflezing van de stand van het filter mogelijk wordt.

De kwart-lambdaplaten hangen, compleet met hun aandrijfmechanisme

aan telescopische schuifrails, waardoor ze gemakkelijk in en uit de

lichtbundel gebracht kunnen worden.

111.3

De beeldvorming.

Een afbeelding van het model wordt gevormd door het doublet (1.8) en

één van de reproductieobjectieven die in schijf (1.16) zijn gemonteerd.

Er kunnen vier verschillende objectieven op deze schijf geplaatst worden.

Voorlopig zijn echter maar twee mogelijkheden benut. Bij de tien-voudige vergroting wordt gebruik gemaakt

Dit is een a-symmetrisch lenzenstelstel in tegenstelling tot de symme-

trisch opgehouwde Apo-Germinar (f = 375 mm, 1:9), die bij de twee-

voudige vergroting wordt toegepast.

van een Apo-Tessar (f = 600 mm, 1:9).

Bij zuiver evenwijdig iicht is de stand van het model ten opzichte van

het afbeeldende lenzenstelse.1 niet belangrijk. Op elke plaats in de

afbeeldingsruimte kan een beeld van het model gevormd worden. Afgezien van de eisen die daarbij gesteld moeten worden aan de lichtbron en de condensor is het bij doorstraling met zuiver evenwijdig licht ook nood- zakelijk dat het model volkomen vlak en plan-parallel is, omdat kleine afwijkingen de lichtstralen zullen doen afbuigen en daardoor de beeld- vorming verstoren.

- 21

-

Bij een diffuse verlichting van het model werken er zoveel verschillend gerichte stralen mee aan de beeldvorming van elk modelpunt, dat slechts

in één _, vlak een scherpteafbeelding verkregen kan worden. De scherpte

diepte zal daarbij uiterst gering zijn.

Het telecentrisch licht dat in de optische bank gebruikt wordt is een

compromis tussen de genoemde uiterste verlichtingssystemen. Het stelt

geen erg hoge eisen aan lichtbron, condensorlens en model. Het betekent wel dat bij een gegeven afbeeldingsoptiek en vergrotingsverhouding de plaats van het model in het optische systeem vastligt. De lichtstralen die door een willekeurig punt van het model gaan vormen een kegel met een tophoek van 2 x 1,5 O

.

De gebruikte lenssystemen mogen niet meer als dunne lenzen beschouwd

worden, onder meer in verband met de kleine voorwerpsafstand v en de

dikte van het doublet (zie fig. 6 ) . Voor de constructie van de afbeel-

ding wordt uitgegaan van een modelpunt, dat zich niet in de optische as bevindt.

Het voorwerpshoofdvlak van lens I1 bevindt zich in het beeldbrandvlak

van iens I, het doublet.

i Verklaring fig. 6 I : doublet I1 : reproductie-objectief M : model M' : virtuele afbeelding B : reële afbeelding H : hoofdvlakken F : brandpunten

-

22

-

\

\,

\

\

fig. 6 . beeldvorming De afstand v

kleiner dan de brandpuntsafstand f

1'

daarom vormt het doublet een vir-

tuele afbeelding M' van het model. Het reproductieobj ectief I1 "ziet" deze virtuele afbeelding als voorwerp en maakt een reële afbeelding in het beeldvlak.

van het model tot het voorwerpshoofdvlak van lens I, is

1

Door liet achtereenvolgens toepassen van de lenzenformules voor de twee systemen I en I1 blijkt: b2 = A f l , waarbij A de totale vergrotings- verhouding voorstelt.

-

23

-

1

1 -

1

- * - - -

Immers :

1

b l f l v = f l

-

b l 2 1 fl

-

bi b

.

f l - = - 1 V

1 - 1

+ - - - 1 f l

-

b l b2 f2 - bl = 7 _ = b b?

% - - - '

v ' 2 v2 f l

-

b l

1

-

Omdat f l resp. f2 gelijk zijn aan 480 resp. 375 mm wordt bij de twee-

voudige vergroting v 1 gelijk aan 106 mm. Is het model voor de twee-voudige

vergroting goed ingesteld, dan behoeft voor de tien-voudige afbeelding alleen het tweede objectief verwisseld worden. Volgens bovenstaande - ~. - formules zou in dat geval een brandpuntsafstand f

Door een Apo-Tessar ~~ met een brandpuntsafstand van 600 mm te gebruiken en

het voorwerpshoofdvlak niet precies te laten samenvallen met het beeldbrand-

~

van 545 mm nodig zijn.

2

vlak van het doublet wordt toch een tienvoudige vergrotingsverhouding bereikt. De vervorming van het beeld blijft in beide genoemde gevallen binnen accepteerbare grenzen.

De objectiefschijf (1.16) wordt door een arretteerknop ( 7 . 3 ) in de juiste standen gefixeerd. De schijf is gelagerd in de voorzijde van het binnen- frame (2.8), dat geheel lichtdicht is af te sluiten. Om de totale twee- voudige afbeelding zichtbaar te maken wordt de draaibare spiegel (1.15) via knop ( 7 . 1 ) in de stralenbundel gebracht.

Door de grote oppervlaktespiegel (1.10) wordt de lichtbundel nogmaals

-

24

-

fig. 7 panelen

-

25

-

f i g . 8

-

26

-

Bij het overnemen van het isochromaten- of isoklinenbeeld kan in plaats van het matglas een vel transparant tekenpapier op het isoklinenscherm

worden aangebracht. Het tekenpapier kan onder de lijsten (7.6) worden

vastgeklemd.

Op het scherm is een merkteken aangebracht dat de plaats van de optische as markeert.

Wordt spiegel (1.15) niet in de bundel gebracht, dan wordt de afbeelding

gevormd aan de achterzijde van de binnenkast (zie fig. 8). De achter-

wand van het binnenframe (2.8) heeft een voldoend grote opening om de

lichtbundel door te laten in verband met de tienvoudige vergroting. Bij

gebruik van de tweevoudige vergroting kan die opening worden afgesloten

door een cassette-houder (1.11). In dat geval blijft van het beeldvlak

een gedeelte met afmetingen 18 x 24 cm zichtbaar. Dit is het grootste

negatiefformaat voor vlakfilms, waarmee hier gewerkt kan worden. Er

zijn aanpassingen voor een 9 x 12 cassette en voor een rolfilm, waarmee tien opnamen, 5 6 x 72 mm, gemaakt kunnen worden.

De camera wordt gevormd door de Apo-Germlnar

,

het lichtdicht Sinnen-

frame en de cassette-houder.

~~ ~

Direct achter het objectief i s de sluiter gemonteerd. Deze Compound-

sluiter ( 7 . 4 ) type 5 / X heeft de volgende belichtingstijden:

T, By l / l , 1 / 2 , 1/5, 1/10, 1/25 en 1/50 sec.

In plaats van de cassette-houder (1.11) kan de opening in de achter-

wand ook worden afgesloten door een deur, waarin een fotomultiplikator- buis is aangebracht. Voor het bepalen van de deelwaarde van de orde moet

in de gebruikte opstelling de lichtintensiteit van een piint van het model

bepaald worden. De opening van de fotomultiplikator-buis (1.13) bevindt

-

27

-

die opening is een opaal glazen plaatje geplaatst, waardoor de intredende lichtbundel een wat grotere tophoek krijgt en de kathode van de buis beter wordt belast.

Bij het fotograferen is het noodzakelijk dat het isoklinenscherm wordt afgedekt met klep (7.2). Normaliter wordt deze met kleine magneetjes in opgeklapte stand vastgehouden.

111.4 De aandrij vingen.

Een model dat in de optische bank moet worden doorgemeten, wordt bevestigd

aan de spanplaat (9.5). Deze montageplaat is voorzien van een patroon top-

gaten (M8), waarvan zowel de horizontale als de verticale steek 60 mm be-

draagt. Ongeveer in het midden van deze plaat is een uitsparing van

270 x 330 mm vrij gehouden om de lichtbundel door te laten. Aan de boven-

en onderzijde van de uitsparing zijn extra gaten getapt.

De spanplaat met afmetingen 760 x 1000 x 22 mm, wordt met gietijzeren

leistrippen afgesteund tegen het raam (9.6). Aan een zijkant zijn twee

geleidestrippen instelbaar gemaakt, zodat de plaat met zo weinig mogelijk speling in verticale richting bewogen kan worden langs het belastingsraam

(9.6). De spanplaat hangt met een draadspil (9.4) aan een moer van het haakse tandwielkastje (8.3).

Aan de bovenzijde van het belastingsraam is het aandrijfmechanisme voor de verticale beweging gemonteerd. Een kleine draaistroommotor met aange-

bouwde reduktiekast(9.1) levert aan de as een vermogen van 0,l kW bij

670 omw/min. Direkt hieraan gekoppeld is een tweede tandwielkastje (9.2) met een elektro-magnetisch schakelelement waardoor twee toerentallen

beschikbaar zijn van 100 resp. 1,OO omw/min. De uitgaande as is verbonden

met een haakse overbrenging (9.3), waaraan het aangedreven tandwiel tevens

- 28

-

fig. 9

-

29

-

Het raam (9.6) is zodanig samengesteld uit dikke platen, dat de stijlen een

kokervormige doorsnede verkregen hebben. De voorzijde van het raam is voor- zien van leibanen voor de spanplaat. Het raam rust met twee gietijzeren sloffen (9.7) op de prismatische geleidingen van de middenbalk (2.2 ; 9 . 8 ) ,

(zie fig. 10).

fig. 10 doorsnede over middenbalk met geleiding

A m de onderza’jde van het raam is een meenemer bevestigd voor de horizontale

verplaatsing van raam en spanplaat ten opzichte van de middenbalk. Het aan- drijfmechanisme voor deze verplaatsing is in de middenbalk ingebouwd en iden- tiek aan het systeem voor de verticale beweging van de spanplaat. De uitgaande as van het tandwielkastje drijft een tweemaal gelagerde schroefspil aan. Door de verdraaiing van de spil wordt een moer bewogen die met de meenemer van het raam gekoppeld is.

De verplaatsingssnelheid in horizontale en verticale richting bedraagt in ijl-

gang 10 m/sec,in kruipgang O,lrmn/sec.

Om het model in optische asrichting te verplaatsen moet de middenbalk (2.2 ;

-

30

-

is na het opspannen van een nieuw model noodzakelijk om het model weer in het voorwerpsvlak van de afbeeldingsoptiek te brengen, waardoor een scherpe afbeelding op het isoklinenscherm gemaakt kan worden. De middenbalk steunt door middel van kogelbussen (ball-bushings) op twee geharde stalen assen, die ook voor de geleiding zorgen. Door de kogelbussen wordt een spelings-

vrije en vrijwel wrijvingsloze verplaatsingsmogelijkheid gewaarborgd. De

verplaatsing wordt verkregen door een verdraaiing van handwiel ( 3 . 1 ) .

Per omwenteling van het handwiel verplaatst de middenbalk en dus ook het

model over een afstand van 5 m. De maximale verplaatsing in optische as-

richting bedraagt 230 mm. Worden de handgrepen ( 9 . 9 ) rechtsom gedraaid dan worden twee klemringen om de stalen assen vastgezet, waardoor de midden- balk niet meer te verschuiven is.

De maximale verplaatsing in horizontale resp. verticale richting bedraagt

.i 330 resp. 280 mm.

2

3

- - . .

4

5

1 .

2 . 3 . 4 . 5 .

fig.

1 1

optisch afleesapparaat meetlineaal

me et 1 oup e instelkenmerk

venster W O - Iineaal

venster voor trommel

-

31 -

Voor de plaatsbepaling van het model bij bewegingen in het modelvlak wordt optische apparatuur gebruikt. Een lineaal met millimeterverdeling kan ten opzichte van een meetloupe (3.2; 10.2) bewegen. In het venster ( 1 1 . 4 ) van het afleesapparaat wordt de lineaal vergroot weergegeven. Een instelken-

merk (11.3) kan door een knop ( 1 1 . 6 ) worden verplaatst waardoor een deel-

streep van de lineaal wordt ingevangen. De knop is gekoppeld aan een ge- tallentromel, waarvan de verdeling eveneens in het venster geprojecteerd wordt. Ten opzichte van een referentiepunt kan de plaats tot op één-

honderdste millimeter worden bepaald. De afleesnauwkeurigheid bedraagt bij deze uitvoering 5pm.

De meetloupe is op een verstelbare slede gemonteerd, zodat het referentie- punt van de schaal geschikt gekozen kan worden. Door een stelbout te ver-

draaien is een maximale verstelling van 6 m uitvoerbaar. Het is daarom

altijd mogelijk de coördinaten van één, willekeurig, modelpunt zo te kiezen dat deze waarden veelvouden van 5,OO mm zijn.

De lineaal voor de verticale plaatsbepaling is bevestigd aan de spanplaat; de bijbehorende meetloupe (3.3) bevindt zich op het raam. De lineaal die de horizontale coördinaat levert I s op Sïi vaïi de glijslûffeïì (9.7) gzmmteerd; het afleesapparaat (3.2) is daarbij aan de middenbalk vastgemaakt.

..

111.5 Het tandwielenkas tj e

De tandwielkastjes (9.2) bestaan in principe uit een constante reductie en een differentieelschakeling waardoor aan de uitgaande as twee toerentallen

beschikbaar komen met een onderlinge verhouding van

1

: 100. Het eigenlijke

schakelelement voor de keuze van het toerental wordt gevormd door een mag- neet-kern (12.7), die vast verbonden is aan een schuifstuk (12.5). De mag- neet-kern heeft aan beide uiteinden een radiale vertanding, die een slip- vrije aangrijping met de rest van de constructie verzekert.

-

32

-

In ijlgang wordt door elektrische bekrachtiging van spoel ( 1 2 . 6 ) de kern

naar binnen getrokken, waardoor het schuifstuk vast verbonden wordt aan

het frame van de kast en kroonwiel ( 1 2 . 1 ) geblokkeerd staat. De aandrijving

van de uitgaande as geschiedt dan via kroonwiel ( 1 2 . 3 ) en de planeetwielen.

De tussenas ( 1 2 . 4 ) vervult daarbij geen r o l en draait loos rond.

Bij de kruipgang wordt alleen de buitenste spoel ( 1 2 . 8 ) bekrachtigd. Het

schuifstuk ( 1 2 . 5 ) wordt dan gekoppeld met de tussenas ( 1 2 . 4 ) . In deze stand

- ~~

-_ -

van het mechanisme draaien de beide kroonwielen met tegengestelde en bijna gelijke snelheid rond. Het aantal tanden van wiel ( 1 2 . 3 ) en ( 1 2 . 1 ) bedraagt 99 resp. 100. Indien de kroonwielen met een gelijk aantal tanden waren uit- gevoerd zou de uitgaande as in deze situatie stilstaan. Nu er echter één tand verschil is, wordt de planeetwieldraager ( 1 2 . 2 ) en de daarmee gekop- pelde as zeer langzaam gedraaid.

De slag van de magneetkern en daarmee ook de luchtspleet, i s instelbaar.

Door de moer ( 1 2 . 9 ) op het einde van de tussenas te verdraaien kan de lucht-

spleet zo worden ingesteld dat in de twee uiterste standen van de magneet- kern de 57ertanding j u i s t vrij loopt.

-

3 3

-

4

5

6 7 9 1. 2. 3 . 4 . 5. 6. 7 . 8. 9 .

3

2 I

fig. 12 schema tandwielenkastje

kroonwiel z = 100 planeetwieldrager kroonwiel z = 99 tus senas schuifstuk spoel magneetkern spoel moer

- 3 4

-

1 1 1 . 6 De meetmethode

De deelwaarde van de orde wordt in een punt van het model bepaald volgens de methode van Senarmont. De te volgen procedure wordt beschreven na een kort overzicht van de meetmethode.

Monochromatisch licht doorloopt achtereenvolgens polarisator, model,

hart-lambdaplaat en analysator. Een van de hoofdassen van de kwart-lambda- plaat valt samen met de polarisatierichting. Bij de beschrijving wordt uitgegaan van de situatie waarbij lineair gepolariseerd licht het modelpunt

in gaat. Het polarisatievlak maakt een hoek van 45' met de hoofdspannings-

richtingen (zie fig. 13).

fig. 13

Het binnentredende lineair gepolariseerde licht kan geschreven worden a l s :

waarbij

E = a cos$

-

-@ = ut - 2nz/X

w : hoekfrequentie

z : voortplantingsrichting van het licht

X golflengte in vacuüm

Na transformtie op de hoofdspanningsassen (ai 3 02) 'Xaa deze Ilchtvector

- 3 5

-

Bij het doorlopen van het model met dikte d, treedt er een faseverschil y op tussen de componenten van de lichtvectoren langs de hoofdspannings- assen. Nadat het licht het model heeft doorlopen, kan de lichtvector bij uittreden uit het model beschreven worden met de volgende uitdrukking:

-

E =

1

- a J2.e i .rr'4

I

cos(+

-

y/2>

-

i cos($ + y / 2 )

1

~-

waarbij gebruik gemaakt is ~ gen-aakt _ _ van de volgende substituties:

y = 2 nd ( l / A i

-

l/X,).

d : modeldikte

X1,2: golflengte in het model langs hoofdrichting

1

resp. 2

en

+

= u t

-

2~rd/A2

-

y / 2

Tevens is verondersteld dat in de component langs de ol-richting de grootste vertraging heeft ondergaan. Met behulp van enige goniometrische relaties is bovenstaande uitdrukking voor de lichtvector te schrijven als:

-

E =

-

a (cosy /2 cos+ + i sin y / 2 sin+).

Dit licht valt op de kwart-lambdaplaat, waarvan de hoofdassen samenvallen met de reële en complexe-as. Neea aan dat de retardatie y = ~ r / 2 optreedt

langs de reële as, hetgeen een niet essentiële beperking is, dan kan na het doorlopen van de kwart-lambdaplaat de lichtvector geschreven worden als:

-

E =

a

(cos y / 2 cos(+

-

~ / 2 ) + i sin y/2 sin+) hetgeen gelijk is aan:

E = a e i 1(/2 sin+.

-

-Dit is de beschrijving van lineair gepolariseerd licht, waarvan de trillings- richting een hoek y/2 maakt met de reële as.

-

36

-

De uitgangsstand van de analysator was bij onbelast model zodanig dat door het systeem geen licht uittrad; polarisator en analysator waren gekruist.

Om voor het betreffende modelpunt weer volledige uitdoving van het licht

te verkrijgen moet de analysator klaarblijkelijk over een hoek c1 = y / 2

verdraaid worden.

Als a = n rad., dan is de deelwaarde van de orde n = 1,000. De hoek a , die nodig is

n = a / n .

De meetprocedure omvat de volgende stappen:

om uitdoving te verkrijgen, komt dan overeen met

1.

2.

3 .

4 .

5 .

---

Isocline. De hoofdspanningsrichting in het modelpunt wordt bepaald

door alle filters synchroon met de hand te verdraaien, totdat de lichtintensiteit minimaal is. In deze stand kan de waarde van de

isocline op teller (7.10) worden afgelezen.

Draaiing

--_----

----

4 5

.

In deze stand van het programma worden de filters

elektrisch over 45' verdraaid ten opzichte van de isoklinenstand.

Het lineair gepolariseerde licht komt aan het einde van deze stap

onder de juiste hcek met d e hocfdspanningsrichtingen in het model.

Het programma wordt doorgeschakeld.

Deelwaarde

_---

orde. Met de hand wordt alleen de analysator verdraaid, zodanig dat de lichtintensiteit weer een minimum bereikt. De ver-

draaiingshoek a is een maat voor de deelwaarde van de orde. Deze

waarde kan op teller (7.9) worden afgelezen.

Nulpunt

--- ___---

analysator.

---

De analysator wordt elektrisch teruggedraaid over de verdraaide hoek. Staat dit filter weer gekruist ten opzichte van de polarisator dan wordt overgeschakeld naar de volgende stand.

Nulpunt Senarmont. Alle filters worden elektrisch over 45 terug-

gedraaid. Dan staan de filters weer in vrijwel dezelfde stand als aan het einde van de eerste stap. Ter afsluiting loopt het programma

O

O

--- ---

6 .

---

Controle. Alle filters zijn nu gekoppeld aan de hoofdsystemen. Eventuele verstoringen die in de stand van de filters zijn opgetreden kunnen in deze fase van de meting gemakkelijk bepaald worden. Alleen in stand 6 van het programma is het mogelijk om de filters continu te laten

draaien. Door het indrukken van de programmaknop (7.7) wordt stand

1

opnieuw bereikt.

Wordt bovenstaande procedure gevolgd dan duurt één complete meting

ongeveer 1,5 2 2 minuten, afhankelijk van de geoefendheid van de meet-

technicus. In de tijd dat het programma de standen 4 en 5 doorloopt,

kan reeds een ander modelpunt in de optische as gebracht worden om te

worden doorgemeten.

In de standen

1 ,

3 en 6 kan worden overgeschakeld van normaal lineair

gepolariseerd licht naar circulair gepolariseerd licht. Dit licht wordt verkregen als beide kwart-lambdaplaten in de stralenbundel staan. De

hoofdassen van deze filters moeten dan een hoek van 45' maken met de

polarisatierichting van het bijbehorend filter, polarisator resp. analysator.

-

~

Bij het gebruik van circulair gepolariseerd licht zijn alleen iso- chromaten zichtbaar in de afbeelding van het model.

- 38

-

1 1 1 . 7 De halfautomaat

De halfautomaat bevat alle componenten, die nodig zijn om de meetprocedure

zoals die in 111.6 beschreven is, te kunnen uitvoeren. De filters op de bank

- polarisator, kwartlambdaplaten en analysator

-

zijn door elektrische assen

gekoppeld aan het besturingsgedeelte in de bedieningskast.

Een elektrische as bestaat uit twee inductieve draaitransformatoren, waarbij

de beweging van de ene rotor wordt gecomnandeerd door de beweging van de tweede rotor. De rotoren worden met wisselspanning gevoed. Door verdraaiing van de

rotor van het geversysteem worden in de bijbehorende statorwikkelingen spanningen geïnduceerd.

Wordt verondersteld dat het ontvangend systeem nog niet verdraaid is, dan zullen er stromen gaan lopen in de respectievelijke statorkringen, die immers onderling verbonden zijn. Daardoor wordt in het ontvangend systeem een magnetisch veld op- gewekt dat de rotor van dit systeem zover doet draaien, dat de stand van deze r o t o r weer overeen komt met die van het gevende systeem.

- 39

-

- -

De in beide statorsystemen geinduceerde spanningen zijn dan weer gelijk en

de som van de emk's is nul. In de statorkringen lopen dus geen stromen meer, waardoor er geen koppels op de rotoren kunnen worden uitgeoefend.

Door de wijze waarop de filterhouders zijn gemonteerd, zijn er in principe twee elektrische assen nodig met tegengestelde draaizin. De hoofdgevers

Sy I en I1 verkrijgen door middel van twee gelijke tandwielen een even grote

maar tegengestelde beweging. Sy I is verbonden met de systemen Sy VI1 en IX

van de tweede filtergroep: hiermee parallel lopen de systemen Sy VI en VI1

voor de mechanische telwerken TI en TIII. De gever Sy I1 is gekoppeld aan de

eerste filtergroep door de systemen Sy IV en V; het telwerk TI1 loopt via

systeem Sy I11 hiermee samen.

De verbinding tussen een ontvangend systeem en de gever kan ontkoppeld worden

door twee van de drie statorkringen te onderbreken. In de rotorkring wordt

nooit geschakeld. Electromagnetische koppelingen zorgen voor verbindingen tussen de elektrische assen en de andere elementen van de halfautomaat, zoals

de telwerken en de hand of electrische bediening.

- ~ ~~~ ~~

De verschiiiende schakeifuncties worden gecommandeerd door een programmawais

met 6 standen, die een aantal nokschijven -heeft, waarmee 19 schakelaars worden

-

bediend, die in elke stand het schakelproces vastleggen. De prograrnawals

wordt aangedreven door een stappenmagneet, die bij bekrachtiging de wals over

t

O

30 verdraaid en het programma een stap verder brengt. Staat het programma

in de standen

1 ,

3 en 6 dan moet de stappenmagneet van buitenaf bediend worden

door knop (7.7).

In de standen 2 , 4 en 5 wordt een schakelpuls verkregen via de mechanische

telwerken TI of TIII. Deze telwerken bestaan uit drie cijferwielen, waarbij

in elk wiel een gat ge3oord Is, eveilwljdlg aan de draaiingsas. Op het ogen- blik dat de drie gaten in een lijn staan, kan het licht van een kleine

-

40

-

gloeilamp op een fotodiode vallen. De diode vormt een onderdeel van een Schmitt-trigger, die door de lichtpuls het gewenste schakelproces start. Genoemde lichtpuls wordt verkregen in stand 2 van het programma als alle filters over 45

staat ten opzichte van de polarisator en in stand 5 als alle filters weer

zijn teruggedraaid over 45

.

O

gedraaid zijn; in stand 4 als de analysator weer gekruist

O

Op paneel (7.c) is het verloop van het p r o g r a m te volgen op het indicatie- paneel ( 7 . 8 ) .

-

4 1

-

IV

.

-

Enkele instelprocedures

IV.

1

De lampen

Gebruik bij het verwisselen van de lichtbronnen een veiligheidsbril. Ook in

koude toestand staat de ballon onder dnuk; wacht altijd tot de lamp is afge- koeld.

De llchtkast is aan de achterzijde toegankelijk via een deur, waarvan de

vergrendeling kan worden opgeheven door pen (9.12) met een schroevendraaier

een kwartslag te draaien. Het is dan mogelijk om een speciale beschermhuls voor de xenonlamp aan te brengen; voor de kwiklamp is geen speciale voor-

ziening getroffen. Door de steker uit het contactenpaneel (9.11) te nemen

en de vier bouten (9.10) los te maken, kan de gehele cassette van het frame

van de lichtkast genomen worden. De lamp is nu gemakkelijk bereikbaar en kan uit de vatting genomen worden, nadat de aansluitdraden zijn losgemaakt.

Om een lage overgangsweerstand te krijgen moeten de contactvlakken van de aansluitdraden schoon geschuurd worden. Bij de xontage van de nieuwe lamp moet er voor gezorgd worden, dat de plaats van de lichtboog zich al ongeveer in het eerste brandpunt van de elliptische spiegel bevindt. Met behulp van het

justeermechanisme kan laqer de juiste plaats worden ingesteld. Als de lamp

op de goede wijze met het startapparaat verbonden is, moet de ballon ge- reinigd worden met alcohol om inbranden van vingerafdrukken te voorkomen. De aansluitdraden moeten helemaal vrij zijn van de cassette, omdat bij een te grote capaciteit tegen aarde van de toevoerleidingen, de lamp niet ontstoken kan worden.

De cassette kan vervolgens weer met vier bouten aan het frame van de lichtkast gemonteerd worden. Via de deur kan daarna de beschermhuls van de xenonlamp worden afgenomen. Nadat de stekker in het bijbehorend contact is bevestigd

-

4 2

-

kan de lamp worden ontstoken.

Regel de weerstand van de potentiometers voor de kwiklamp en de xenonlamp zodanig af, dat de lampen het opgegeven vermogen opnemen.

Om de lichtboog zo goed mogelijk in het brandpunt te brengen, kunnen kleine

correcties in de plaats van de boog worden uitgevoerd met behulp van drie

justeerschroeven die zich aan de onderzijde van de cassette bevinden. De lichtboog staat goed ingesteld als de afbeelding van de boog in het secun- daire brandpunt zo klein mogelijk is met een zo groot mogelijke helderheid.

Dit is te controleren door in het diagragma van de lichtkast een stuk papier

aan te brengen,,waarop de lichtboog dan vergqoot wordt afgebeeld. Indien de

instelmogelijkheden niet toereikend zijn, moet opnieuw de lamp in de vatting

geplaatst en de beschreven procedure herhaald worden.

IV. 2 De filters.

Voor de montage van de filters in de filterhouders moeten de hoofdassen zo nauwkeurig mogelijk bepaald worden en op de filters worden aangegeven.

Er moet dan de beschikking z i j n over een instrument dat lineair gepolari-

seerd licht geeft en waarvan het polarisatie-vlak bekend is.

De velgen waarin de Íilters gemonteerd moeten worden, zijn aan de buitenomtrek

voorzien van een schaalverdeling in 400 decimale graden. De hoofdrichtingen

van de filters zouden moeten samenvallen met de assen 0-200 resp. 100-300 decimale graden. De stand van de velgen ten opzichte van het frame van de

filterhouder kan worden bepaald met de afleesglaasjes ( 5 . 3 ) , die een parallax-

vrije aflezing mogelijk maken. Een apart justeermechanisme is bij geen van de filterhouders aanwezig. Voor het uitvoeren van kleine correcties op de filter-

stand kan gebruik gemaakt worden van de speling in de boutgaten (5.5). Indien

-

4 3

-

worden, na gedeeltelijke demontage van de filterhouder.

De polarisator wordt zodanig gemonteerd dat in de nulstand het lineair ge-

polariseerd licht trilt in het verticale vlak. De analysator wordt ook ge-

monteerd, maar behoeft nog niet in de juiste positie gebracht te worden.

Het is voldoende dat polarisator en analysator gekruist staan, dat is de stand waarbij deze combinatie een minimale lichthoeveelheid doorlaat. Wordt nu een model met bekende spanningsverdeling tussen polarisator en

analysator gebracht, dan moet de nul-isokline samenvaller, met de door de

belasting voorgeschreven stand. Door de polarisator te verdraaien in zijn houder en vervolgens de analysator bij te draaien tot donker veld verlichting van het model kan de juiste stand van de polarisator bepaald worden.

Om de analysator te justeren is het model niet meer nodig. A l s bij de ana-

lysator de waarde 100 of 300 decimale graden wordt afgelezen moet er zo

weinig mogelijk licht op de fotomultiplikatorbuis vallen. De polarisator

m e t daarbij uiteraard in de nulstand geblokkeerd werden.

De eerste kwart-lambdaplaat die hierna wordt ingebracht moet zijn hoofdassen evenwijdig aan resp. loodrecht op de polarisatierichting hebben. In de nul- stand van het kwart-lambdafilter moet er weer een donker veld zijn, want

polarisator en analysator staan gekruist en in de nulstand.

De tweede kwart-lambdaplaat wordt gejusteerd als ook de eerste in de licht- bundel staat. Er moet voor gezorgd worden dat ook nu weer met donker veld als achtergrond voor het meten gewerkt kan

Bij het justeren van de filtcrs is er voor zo goed mogelijk is vastgelegd, waarbij is

worden.

gezorgd dan hun onderlinge stand uitgegaan van een juiste stand van de polarisator. De hoofdassen van de filters behoeven niet samen te

vallen met de hoofdassen van de velgen 0-200 resp. 100-300, omdat mogelijk

-

44 -

IV. 3 Het afbeeldingssysteem

Uitgaande van de berekening in 3 . 3 moet het brandvlak van het doublet samen-

vallen met het voorwerpshoofdvlak van het reproductieobjectief. Aangezien de juiste plaats hiervan niet bekend is, wordt het objectief zo ingesteld dat het brandvlak samenvalt met het diafragma, dat zich bij de Apo-Germinar midden in het lenzensysteem bevindt. Het model wordt op het isoklinenscherm geprojecteerd, waarbij een tweevoudige vergroting van het model zichtbaar moet worden. Het reproductie-objectief is met een klembus en een gekartelde ringmoer ( 7 . 4 ) aan de objectiefplaat verbonden.

Is de plaats van het model voor de tweevoudige vergroting bekend, dan kan het objectief voor de tienvoudige vergroting gemonteerd worden. Het scherm heeft een vaste2plaats aan een van de muren van het laboratorium.

Bij de vastgelegde stand van de objectieven wordt deiplaats van het model bepaald door scherpstelling op het isoklinenscherm. Voor het fotograferen van de afbeelding moet de afbeelding scherp op het matglas van de cassette- houder komen. De camera-achterwand Is daarom ook In optische asrichting ver- schuifbaar gemaakt.

Aan de instelling van de fotomultiplicatorbuis behoeft niets geregeld te

worden. Bij de opbouw van de optische bank is de opening in het diafragma

in de optische as geplaatst.

De grote en kleine oppervlakte spiegel (1.10; 1.15) zijn op drie instelbare

punten opgelegd. Deze punten zijn bereikbaar door het gat in de achterzijde van de lichtdichte kast. Door de instelling van de spiegels is het mogelijk om de afbeelding van de lichtbundel geheel op het isoklinenscherm te krijgen en om de verticaal van het model te laten samenvallen met de verticaal van het scherm.

-

-

45 -

De plaats van de optische as kan op de volgende manier op het isoklinen' scherm worden bepaald.

Breng een model met een ingekrast kruis in de stralenbundel en stel scherp

op het isoklinenscherm, waarbij het kruisje zich al ongeveer in het centrum van de bundel bevindt. Projecteer de afbeelding op de fotomultiplikatorbuis

en verstel het model zo dat het snijpunt van de twee kruislijnen worden in-

gevangen door de opening van de fotobuis.

A l s in deze opstelling met lichtveld gewerkt wordt zal bij het invangen de

lichtintensiteit minimaal zijn.

Het punt van het model waarvan de lichtintensiteit gemeten wordt is dan be- kend. Indien de afbeelding nu weer op het isoklinenscherm komt kan een merk-